CN116952338A - 植保无人机流量计校准方法和装置 - Google Patents
植保无人机流量计校准方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116952338A CN116952338A CN202311187122.1A CN202311187122A CN116952338A CN 116952338 A CN116952338 A CN 116952338A CN 202311187122 A CN202311187122 A CN 202311187122A CN 116952338 A CN116952338 A CN 116952338A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pulse
- coefficient
- flowmeter
- pulse number
- calibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 97
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 79
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 47
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 17
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 12
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
- G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
本发明实施例提供了一种植保无人机流量计校准方法和装置，涉及植保无人机技术领域。该方法包括：获取植保无人机作业前药箱的第一质量和流量计的第一脉冲数，获取植保无人机作业后药箱的第二质量和流量计的第二脉冲数；判断药箱质量变化值大于第一阈值并且脉冲数变化值大于第二阈值，根据药箱质量变化值和脉冲数变化值计算流量计的脉冲系数；获取n个历史脉冲系数，根据上述脉冲系数和n个历史脉冲系数确定流量计的校准脉冲系数；使用校准脉冲系数更新流量计的脉冲系数。该方法能够有效提高流量计脉冲系数的校准精度，提高了植保无人机的作业效果。
Description
技术领域
本发明涉及植保无人机技术领域，具体为一种植保无人机流量计校准方法和装置。
背景技术
为了提高农作物产量，利用植保无人机进行科学高效地喷洒农药已成为农业生产过程中的重要环节。流量计是安装在植保无人机喷洒器上的用于测量农药流量或者流速的设备，脉冲式流量计是植保无人机常用的一种通过脉冲计数的方式测量药剂流量的仪表，其利用药剂冲力带动处于磁场中的叶片转动，使得线圈两端感应出电脉冲信号，电脉冲信号经过放大整形后可发送至控制器，以使控制器根据一段时间内的脉冲信号数量确定该段时间内药剂的流量。其中，药剂流量与脉冲信号数量之间的关系为，/>为流量，/>为脉冲数值，/>为标定脉冲系数，是一个定值，在流量计出厂时已完成标定，以便用户直接使用流量计进行药剂流量的测量。
植保无人机在植保作业时，喷洒系统以及所喷洒农药的种类都会对流量计的灵敏度和精确度产生影响，从而导致测量数据不准，影响植保作业效果。因此，在植保作业前需要对流量计的脉冲系数进行校准。通常采用一种静态校准方法，植保无人机在地面喷洒一定量的清水，并计算出单位脉冲对应的清水的质量，即校准脉冲系数，使用该校准脉冲系数对标定脉冲系数进行更新。考虑到测试时间和测试效率，这种方法在测试时用水量较少，因此测试结果受传感器的误差波动影响。同时，由于喷洒的液体为清水，与实际作业时喷洒的药液在粘稠度和流动性上有差异，因此校准脉冲系数也会有差异，导致实际作业时的测量数据不够准确。因此，如何提高植保无人机流量计校准的准确性是一个亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种植保无人机流量计校准方法和装置，该方法在满足一定的校准条件后根据多次测量结果确定流量计的校准脉冲系数，能够有效提高校准脉冲系数的准确性，利用准确性高的校准脉冲系数确定植保无人机的实际喷洒量以及完成一定量的药液的喷洒所需要的目标脉冲数，能够使用户对喷洒进程进行精准控制，有效提高了植保无人机的作业效果。
第一方面，提供了一种植保无人机流量计校准方法，包括：
获取植保无人机作业前药箱的第一质量和流量计的第一脉冲数，获取植保无人机在作业后药箱的第二质量和流量计的第二脉冲数；判断药箱质量变化值大于第一阈值并且脉冲数变化值大于第二阈值，根据药箱质量变化值和脉冲数变化值计算流量计的脉冲系数，其中，药箱质量变化值为第一质量与第二质量的差值，脉冲数变化值为第二脉冲数与第一脉冲数的差值；获取n个历史脉冲系数，判断该脉冲系数和n个历史脉冲系数的标准差小于第三阈值，根据脉冲系数和n个历史脉冲系数确定流量计的校准脉冲系数；使用校准脉冲系数更新流量计的脉冲系数，其中，脉冲系数计算公式为：脉冲系数=药箱质量变化值÷脉冲数变化值。其中，第一阈值是指人为设置的药箱质量变化值的最小值，第二阈值是指人为设置的脉冲数变化值的最小值，第三阈值是指人为设置的脉冲系数和n个历史脉冲系数的标准差的最大值。
由于流量计和质量传感器的灵敏度有限，当药液质量过小时，药箱的质量和流量计的脉冲数的误差较大。因此，本申请实施例在质量变化值大于第一阈值并且脉冲数变化值大于第二阈值时，才对流量计的脉冲系数进行校准，能够有效提高流量计脉冲系数的校准准确性。
脉冲系数和n个历史脉冲系数的标准差小于第三阈值时，说明植保无人机在作业过程中，流量计的测量结果比较稳定，用来计算校准脉冲系数，能够提高校准脉冲系数的准确性。
在一些可能的实施例中，脉冲系数和n个历史脉冲系数的标准差小于第三阈值，根据脉冲系数和n个历史脉冲系数确定流量计的校准脉冲系数，包括：校准脉冲系数为脉冲系数和n个历史脉冲系数的算术平均值。
在一些可能的实施例中，脉冲系数和n个历史脉冲系数的标准差小于第三阈值，根据脉冲系数和n个历史脉冲系数确定流量计的校准脉冲系数，包括：校准脉冲系数为脉冲系数和n个历史脉冲系数的加权平均值，其中，每一项脉冲系数的权重为该每一项脉冲系数出现的次数。
在一些可能的实施例中，脉冲系数和n个历史脉冲系数的标准差大于等于第三阈值，不记录脉冲系数，不更新校准脉冲系数。
本申请实施例使用多次作业后计算得到的脉冲系数对流量计的脉冲系数进行校准，能够提高校准精度。采用加权平均的方式能够进一步消除极端值对校准脉冲系数的影响，提高校准脉冲系数的准确性。
在一些可能的实施例中，该方法还包括，根据校准脉冲系数和流量计的脉冲数计算实际喷洒量，实际喷洒量的计算公式为：实际喷洒量=校准脉冲系数×脉冲数。
本申请实施例中，植保无人机在作业时，通过获取流量计的脉冲数和校准脉冲系数能够实时计算得到实际喷洒量，以便用户能够根据实时的获取实际喷洒量，从而更精准地控制植保无人机的作业进程。
在一些可能的实施例中，该方法还包括：根据预设的喷洒量和校准脉冲系数计算目标脉冲数，目标脉冲数的计算公式为：目标脉冲数=预设的喷洒量÷校准脉冲系数。
本申请实施例中，可以根据预设的喷洒量和校准脉冲系数来确定喷洒预设量的药液需要的目标脉冲数，以便在达到目标脉冲数后停止作业，能够精准控制植保无人机的作业时长，并且有效提高植保无人机的作业效果。
在一些可能的实施例中，该方法还包括：获取预设的采集时长；获取植保无人机作业时记录的第一时刻对应的第三脉冲数和第二时刻对应的第四脉冲数，其中，第一时刻和第二时刻的间隔为采集时长；根据校准脉冲系数、第三脉冲数和第四脉冲数确定采集时长内的平均流速，其中平均流速的计算公式为：平均流速=（第四脉冲数-第三脉冲数）×校准脉冲系数÷采集时长。
通过计算采集时长内的平均流速，能够使得用户更加精确地观察植保无人机的实际喷洒情况。
第二方面，提供了一种植保无人机流量计校准装置，包括：
获取模块，用于获取植保无人机作业前药箱的第一质量和流量计的第一脉冲数，获取植保无人机在作业后药箱的第二质量和流量计的第二脉冲数；还用于获取n个历史脉冲系数，第一阈值，第二阈值；计算模块，用于根据第一质量与第二质量计算药箱质量变化值，根据第一脉冲数与第二脉冲数计算脉冲数变化值，并判断药箱质量变化值大于第一阈值并且脉冲数变化值大于第二阈值，根据药箱质量变化值和脉冲数变化值计算流量计的脉冲系数；还用于根据脉冲系数和n个历史脉冲系数确定流量计的校准脉冲系数；控制模块，用于控制植保无人机在作业前和作业后进行称重操作，以得到第一质量和第二质量。校准模块，用于使用上述校准脉冲系数更新流量计的脉冲系数；还用于获取第三阈值、预设的采集时长以及植保无人机作业时记录的第一时刻对应的第三脉冲数和第二时刻对应的第四脉冲数，其中，第一时刻和第二时刻的间隔为采集时长。
在一些可能的实施例中，计算模块还用于执行第一方面实施方式中的方法。
在一些可能的实施例中，计算模块还用于根据校准脉冲系数、第三脉冲数和第四脉冲数确定采集时长内的平均流速，其中平均流速的计算公式为：平均流速=（第四脉冲数-第三脉冲数）×校准脉冲系数÷采集时长。
第三方面，提供了一种植保无人机，包括第二方面及其实施方式中的装置。
第四方面，提供了一种芯片系统，包括存储器和处理器，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得安装有该芯片系统的植保无人机流量计校准装置执行上述第一方面及其实施方式中的方法。
第五方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序代码，当该计算机程序代码被运行时，使得植保无人机流量计校准装置执行上述第一方面及其实施方式中的方法。
第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有程序，该程序使得植保无人机流量计校准装置执行上述第一方面及其实施方式中的方法。
本申请实施例提供的植保无人机流量计校准方法，植保无人机在满足一定的校准条件后根据多次测量结果确定流量计的校准脉冲系数，有效提高了校准脉冲系数的准确性，根据确定的校准脉冲系数可以计算植保无人机的实际喷洒量以及完成一定量的药液的喷洒所需要的目标脉冲数，从而使用户能够进行精准控制作业进程，有效提高了植保无人机的作业效果。
附图说明
图1为一种流量计脉冲系数校准方法流程图。
图2为本申请实施例的植保无人机流量计校准方法流程图。
图3为本申请实施例的植保无人机流量计校准装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，本申请实施例仅用来解释本申请，但不应对本申请实施例构成任何限定。
农用无人机由飞行平台、控制系统、动力系统、喷洒系统或播撒系统组成，通过地面人员遥控或飞控自主作业来实现农药喷洒、种子与肥料播撒作业等。飞行平台是各模块搭载的基础平台，为各系统的组成提供框架，为动力系统、控制系统、喷洒系统、机载设备提供安装接口。飞行平台主要包括：机身、机臂、电机座、脚架、电池框、物料框和机壳。其中，机臂用来连接机身与动力系统；电机座为动力系统提供基础平台；脚架用来支撑机体，为降落提供安全保障；电池框和物料框分别用来固定安装电池和料箱；机壳用于保护机身内部模块，防水防尘。控制系统主要包括：中央控制模块、GPS和遥控器。其中，中央控制模块是建立遥控器与无人机通信，实现远程控制，完成起飞、空中飞行、执行任务等整个飞行过程的核心系统；GPS用于获取经纬度位置信息；遥控器对俯仰、横滚、偏航、升降等飞行动作进行操控。动力系统为无人机飞行提供升力，实现无人机各种姿态运动。动力系统主要包括：螺旋桨、电机、电调和电池等部件。喷洒系统或者播撒系统用于根据控制系统的指令实现农药喷洒、种子与肥料的播撒作业。具体来说，喷洒系统中安装有流量计，用于测量农药流量或者流速并将测量结反馈给控制系统，控制系统根据测量结果适时调整喷洒系统的农药喷洒量。
脉冲式流量计是植保无人机常用的一种通过脉冲计数的方式测量液体流量的仪表，其工作原理为：脉冲流量计至少包括传感器壳体、叶轮、叶片和信号检测器，当液体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，液体的冲力使叶片具有转动力矩，故叶片在克服摩擦力矩和液体阻力之后旋转，并在力矩平衡后稳定转速。在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，且叶片处于信号检测器(由永久磁钢和线圈组成)的磁场中，故旋转的叶片切割磁力线，周期性地改变线圈的磁通量，使得线圈两端感应出电脉冲信号。电脉冲信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可传至控制器以计算液体的瞬时流量或总量。目前，流量计的生产厂家会在产品出厂阶段为流量计标定测量参数，以便用户直接使用流量计进行液体流量的测量。实践中发现，无人机在植保作业时，喷洒系统以及所喷洒农药的种类都会对流量计的灵敏度和精确度产生影响，从而导致测量数据不准，影响植保作业效果。因此，在植保作业前需要对流量计的脉冲系数进行校准。
图1为一种流量计脉冲系数校准方法流程图，该方法具体包括：
S110，记录植保无人机开始作业前流量计的初始脉冲数N0和药箱的初始质量M0。
为了节省校准时间，植保无人机上流量计的校准脉冲系数确定以及静态校准方法是无人机正式植保作业之前在地面的植保试验过程中进行的。同时，为了节省校准成本，药箱中的待喷洒物质为清水且其体积一般占药箱容量的30%。
在植保试验过程中，工作人员将已知质量的清水装入无人机的药箱内，控制无人机原地进行喷洒，飞行控制器在无人机作业前获取并记录流量计的初始脉冲数N0以及药箱的初始质量M0。
S120，记录植保无人机停止作业时流量计的脉冲数N和药箱的质量M。
在植保无人机停止作业后，飞行控制器获取并记录流量计的脉冲数N以及药箱的质量M，其中，药箱的质量M可以直接通过称重装置获得，比如，称重传感器。
S130，确定校准脉冲系数。
飞行控制器根据记录的植保无人机开始作业前的初始脉冲数N0、药箱的初始质量M0和植保无人机停止作业时流量计的脉冲数N、药箱的质量M确定校准脉冲系数，校准脉冲系数/>为单位脉冲表示的实际喷洒量。
S140，使用校准脉冲系数更新流量计的脉冲系数。
植保无人机的流量计在完成上述脉冲系数校准过程后，在实际作业时流量计会实时向飞行控制器反馈脉冲数，飞行控制器即可使用校准脉冲系数和脉冲数实时确定植保无人机作业时药物的实际喷洒量，即，实际喷洒量=校准脉冲系数×脉冲数。同时，飞行控制器会将计算得到的实际喷洒流量实时反馈给地面站或用户端，以使地面站或用户端的显示界面同步显示出流量计所反馈的已喷洒流量供用户查看。
图1所示的流量计脉冲系数校准方法，是在植保无人机正式作业前使用清水进行测试从而对流量计的脉冲系数进行校准，由于在测试时用水量较少，其确定的校准脉冲系数受传感器的误差波动影响较大。同时，由于喷洒的液体为清水，与实际作业时喷洒的药液在粘稠度和流动性上有差异，因此校准脉冲系数也会有差异，导致实际作业时的测量数据不够准确。
图2为本申请实施例的植保无人机流量计校准方法流程图。
S210，获取植保无人机作业前流量计的脉冲数Ni和药箱的质量Mi；获取植保无人机作业后流量计的脉冲数Nj和药箱的质量Mj。
在某些可能的实施例中，当植保无人机的状态由加锁变为解锁时，获取流量计的脉冲数和药箱的质量Mi；当植保无人机的状态由上述解锁状态变为加锁时，记录流量计的脉冲数Nj和药箱的质量Mj。
在某些可能的实施例中，飞行控制器通过获取锁定指示灯的状态来确定植保无人机的状态为加锁或者解锁。如果锁定指示灯亮起，则表示植保无人机当前处于加锁状态；如果锁定指示灯熄灭，则表示植保无人机当前处于解锁状态。通过锁定指示灯的状态即可判断植保无人机处于加锁状态或者解锁状态，从而记录植保无人机作业前后的流量计的脉冲数和药箱的质量，能够提高植保无人机流量计校准脉冲系数的自动化程度，提高校准效率。
在某些可能的实施例中，药箱的质量可以直接通过称重装置获得，比如，称重传感器，在此不做具体限定。
S220，当Mj-Mi大于第一阈值且Nj-Ni大于第二阈值时，执行S230；否则，结束。
在某些可能的实施例中，第一阈值和第二阈值为预设的校准条件，可以由人为设定及调整。比如，预设校准条件为喷洒的药液质量大于2kg并且流量计的脉冲数变化值大于400，本申请实施例对此不做具体限定。称重传感器的误差主要来源于传感器的灵敏度，传感器的灵敏度是指它能够检测到的最小重量变化，对于质量小的物体而言，其重量变化可能非常微小，低于传感器的灵敏度范围。因此，当重量有轻微的变化时，传感器可能无法准确地检测到，导致误差增大。相应的，脉冲式流量计的测量精度有限，当药液质量过小时，流量计统计的脉冲数可能会小于实际的脉冲数，导致误差较大。因此，本申请实施例在质量变化大于第一阈值并且脉冲数变化值大于第二阈值时，才可能对流量计的脉冲系数进行校准，能够有效提高流量计脉冲系数的校准准确性。
S230，根据药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值，确定并记录流量计的脉冲系数。
通过植保无人机作业前后药箱的质量变化值以及对应的流量计的脉冲数的变化值，计算当前流量计的脉冲系数，并将计算得到的脉冲系数保存，以供飞行控制器调用，对流量计的脉冲系数进行校准。
在某些可能的实施例中，根据药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值，确定流量计的脉冲系数，具体为：
将药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值的比值作为流量计的脉冲系数，即第j脉冲系数，第j脉冲系数为单位脉冲表示的药液质量。
在某些可能的实施例中，根据药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值，确定流量计的脉冲系数，也可以为：
将流量计的脉冲数变化值和药箱的质量变化值的比值作为流量计的脉冲系数，即第j脉冲系数，此时，第j脉冲系数为喷洒单位质量的药液时流量计的脉冲数变化值。
应理解，以上脉冲计数的计算方式仅为示例性说明，不应对本申请构成任何限定。
S240，获取第j脉冲系数以及第j脉冲系数前的n次脉冲系数，判断上述n+1个脉冲系数是否有效，若有效，执行S250；否则，结束。
飞行控制器获取第j脉冲系数以及第j脉冲系数前的n次脉冲系数，即第j-n脉冲系数至第j脉冲系数，得到n+1个脉冲系数。
在某些可能的实施例中，可以通过计算该n+1个脉冲系数的标准差，并判断该标准差是否小于某一标准差阈值来确定这n+1个脉冲系数是否有效，其中，标准差阈值为预设的校准条件，可以由人为设定及调整。若该n+1个脉冲系数的标准差小于预设的标准差阈值，则说明植保无人机在上述脉冲系数对应的作业过程中，流量计的测量结果比较稳定，也就是说，对应的n+1次作业后计算的脉冲系数较为准确，认为可以用来计算校准脉冲系数。使用多次作业后计算得到的较为准确的脉冲系数对流量计的脉冲系数进行校准，能够提高校准精度。
在某些可能的实施例中，该n+1个脉冲系数的标准差大于等于预设的标准差阈值，此时不记录第j脉冲系数，并且不更新校准脉冲系数。
应理解，以上实施例中的标准差也可以是方差、变异系数等常见的描述数据离散程度的参数，以上示出的判断n+1次脉冲系数是否有效的方式仅为示例性说明，不应对本申请构成任何限定。
S250，根据n+1个脉冲系数确定校准脉冲系数，并记使用校准脉冲系数更新流量计的脉冲系数。
在某些可能的实施例中，将n+1个脉冲系数的算术平均值作为校准脉冲系数，即，其中，/>为校准脉冲系数，/>为第s个脉冲系数，/>。
在某些可能的实施例中，将n+1个脉冲系数的加权平均值作为校准脉冲系数，即，其中，/>为校准脉冲系数，t为n+1个脉冲系数将相同的脉冲系数分为一组后得到的组数，/>为第r组的脉冲系数值，/>为脉冲系数/>出现的频数。
在利用多个历史脉冲系数计算校准脉冲系数时，采用加权平均的方式能够进一步消除极端值对校准脉冲系数的影响，提高校准脉冲系数的准确性。
应理解，以上示出的根据n+1个脉冲系数确定校准脉冲系数的方式仅为示例性说明，不应对本申请构成任何限定。
本申请实施例提供的植保无人机流量计校准脉冲系数的确定方法，能够在植保无人机每次作业后判断流量计是否满足预设的校准条件，在满足一定的校准条件后根据多次测量结果确定流量计的校准脉冲系数，在植保无人机进行药液更换或作业部件老化时能够有效提高校准脉冲系数的准确性，为后续植保无人机的精确作业提供重要支撑。
在某些可能的实施例中，植保无人机在作业时，飞行控制器获取流量计的脉冲数和更新后的脉冲系数，并根据上述脉冲数和脉冲系数计算得到植保无人机的实际喷洒量。
在某些可能的实施例中，实际喷洒量=当前脉冲系数×脉冲数，其中，当前脉冲系数根据植保无人机多次作业药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值的比值得到。
在某些可能的实施例中，实际喷洒量=脉冲数÷当前脉冲系数，其中，当前脉冲系数根据植保无人机多次作业流量计的脉冲数变化值和药箱的质量变化值的比值得到。
可以看出，根据脉冲数和脉冲系数计算得到植保无人机的实际喷洒量时采用的公式需要根据脉冲系数的计算方式来确定。在飞行控制器计算得到植保无人机的实际喷洒量后，飞行控制器会将计算得到的实际喷洒量实时反馈给地面站或用户端，以使地面站或用户端的显示界面同步显示出流量计所反馈的已喷洒药液量供用户查看，以便用户能够根据实时的实际喷洒量更好地控制植保无人机的作业进程。
在某些可能的实施例中，飞行控制器还可以根据预设的喷洒量和更新后的脉冲系数来控制喷洒系统精准完成喷洒作业。具体来说，例如，已知预设的喷洒量和当前流量计的脉冲系数，则可以计算出喷洒预设量的药液需要的目标脉冲数，飞行控制器通过监控流量计的脉冲数，在达到目标脉冲数后停止喷洒作业。
在某些可能的实施例中，目标脉冲数=预设喷洒量÷当前脉冲系数，其中，当前脉冲系数根据植保无人机多次作业药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值的比值得到。
在某些可能的实施例中，目标脉冲数=预设喷洒量×当前脉冲系数，其中，当前脉冲系数根据植保无人机多次作业流量计的脉冲数变化值和药箱的质量变化值的比值得到。
可以看出，根据预设喷洒量和脉冲系数计算得到目标脉冲数时采用的公式需要根据脉冲系数的计算方式来确定。飞行控制器计算得到目标脉冲数后，将计算得到的目标脉冲数反馈给地面站或用户端，以使地面站或用户端的显示界面显示出完成预设药量需要的脉冲目标数供用户查看。同时飞行控制器监控流量计的脉冲数，在达到目标脉冲数后停止作业，这种方式能够精准控制植保无人机的作业时长和并且有效提高植保无人机的作业效果。
在某些可能的实施例中，为了更加精确地观察植保无人机的实际喷洒情况，飞行控制器还可以计算流量计在某段时间内的平均流速。飞行控制器获取预设的采集时长，在植保无人机作业过程中，记录第一时刻和第二时刻流量计分别对应的第三脉冲数和第四脉冲数，第一时刻和第二时刻的间隔为上述采集时长的大小，然后根据第三脉冲数、第四脉冲数、采集时长和脉冲系数计算得到流量计的平均流速。
在某些可能的实施例中，流量计在采集时长内的平均流速计算公式为：平均流速=（第四脉冲数-第三脉冲数）×脉冲系数÷采集时长，其中，脉冲系数根据植保无人机多次作业药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值的比值得到。
在某些可能的实施例中，流量计在采集时长内的平均流速计算公式为：平均流速=（第四脉冲数-第三脉冲数）÷脉冲系数÷采集时长，其中，脉冲系数根据植保无人机多次作业流量计的脉冲数变化值和药箱的质量变化值的比值得到。
本申请实施例提供的植保无人机流量计校准方法，植保无人机在满足一定的校准条件后根据多次测量结果确定流量计的校准脉冲系数，能够有效提高校准脉冲系数的准确性；根据校准脉冲系数能够确定植保无人机的实际喷洒量以及完成一定量的药液的喷洒所需要的目标脉冲数，以便用户进行精准控制，有效提高了植保无人机的作业效果。
图3为本申请实施例的植保无人机流量计校准装置300的结构框图，可适用于对植保无人机上的流量计进行校准操作，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在植保无人机中。如图3所示，该流量计校准装置包括获取模块310，计算模块320，控制模块330以及校准模块340，其中：
获取模块310，用于获取植保无人机的锁定状态、植保无人机作业前后流量计的脉冲数和药箱的质量；还用于获取流量计的当前脉冲系数和n个历史脉冲系数，当前脉冲系数为流量计当前正在使用的脉冲系数，历史脉冲系数为植保无人机存储的多个历史使用的脉冲系数，并且当前脉冲系数和历史脉冲系数为通过本发明任意实施例提供的植保无人机流量计校准方法确定的脉冲系数；以及预设的校准条件参数、预设的喷洒量和预设的采集时长等参数。
计算模块320，用于计算植保无人机作业前后的药箱质量变化值和流量计脉冲数变化值是否满足校准条件，满足校准条件时根据药箱质量变化值和流量计脉冲数变化值计算流量计的脉冲系数；用于根据当前脉冲系数和n个历史脉冲系数确定是否满足校准条件，满足校准条件时根据当前脉冲系数和n个历史脉冲系数计算校准脉冲系数；用于根据流量计的脉冲系数和脉冲数计算实际喷洒量；用于根据预设喷洒量和脉冲系数计算目标脉冲数；还用于根据脉冲系数、采集时长以及采集时长内的脉冲数计算流量计在采集时长内的平均流速。
在某些可能的实施例中，流量计在采集时长内的平均流速计算公式为：平均流速=（第四脉冲数-第三脉冲数）×脉冲系数÷采集时长，其中，脉冲系数根据植保无人机多次作业药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值的比值得到。
在某些可能的实施例中，流量计在采集时长内的平均流速计算公式为：平均流速=（第四脉冲数-第三脉冲数）÷脉冲系数÷采集时长，其中，脉冲系数根据植保无人机多次作业流量计的脉冲数变化值和药箱的质量变化值的比值得到。
在某些可能的实施例中，根据药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值，确定流量计的脉冲系数，具体为：
将药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值的比值作为流量计的脉冲系数，即第j脉冲系数，第j脉冲系数为单位脉冲表示的药液质量。
在某些可能的实施例中，根据药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值，确定流量计的脉冲系数，也可以为：
将流量计的脉冲数变化值和药箱的质量变化值的比值作为流量计的脉冲系数，即第j脉冲系数，此时，第j脉冲系数为喷洒单位质量流量计的脉冲数变化值。
应理解，以上脉冲计数的计算方式仅为示例性说明，不应对本申请构成任何限定。
在某些可能的实施例中，将n+1个脉冲系数的算术平均值作为校准脉冲系数，即，其中，/>为校准脉冲系数，/>为第s个脉冲系数，/>。
在某些可能的实施例中，将n+1个脉冲系数的加权平均值作为校准脉冲系数，即，其中，/>为校准脉冲系数，t为n+1个脉冲系数将相同的脉冲系数分为一组后得到的组数，/>为第r组的脉冲系数值，/>为脉冲系数/>出现的频数。
应理解，以上示出的根据n+1个脉冲系数确定并记录校准脉冲系数的方式仅为示例性说明，不应对本申请构成任何限定。
在某些可能的实施例中，实际喷洒量=当前脉冲系数×脉冲数，其中，当前脉冲系数为植保无人机多次作业药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值的比值。
在某些可能的实施例中，实际喷洒量=脉冲数÷当前脉冲系数，其中，当前脉冲系数为植保无人机多次作业流量计的脉冲数变化值和药箱的质量变化值的比值。
在某些可能的实施例中，目标脉冲数=预设喷洒量÷当前脉冲系数，其中，当前脉冲系数为植保无人机多次作业药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值的比值。
在某些可能的实施例中，目标脉冲数=预设喷洒量×当前脉冲系数，其中，当前脉冲系数为植保无人机多次作业流量计的脉冲数变化值和药箱的质量变化值的比值。
在某些可能的实施例中，流量计在采集时长内的平均流速计算公式为：平均流速=（第四脉冲数-第三脉冲数）×脉冲系数÷采集时长，其中，第三脉冲数和第四脉冲数分别为第一时刻和第二时刻流量计分别对应的脉冲数，第一时刻和第二时刻的间隔为采集时长的大小，脉冲系数为植保无人机多次作业药箱的质量变化值和流量计的脉冲数变化值的比值。
在某些可能的实施例中，流量计在采集时长内的平均流速计算公式为：平均流速=（第四脉冲数-第三脉冲数）÷脉冲系数÷采集时长，其中，第三脉冲数和第四脉冲数分别为第一时刻和第二时刻流量计分别对应的脉冲数，第一时刻和第二时刻的间隔为采集时长的大小，脉冲系数为植保无人机多次作业流量计的脉冲数变化值和药箱的质量变化值的比值。
控制模块330，用于根据植保无人机的锁定状态控制植保无人机进行药箱的称重操作；还用于根据目标脉冲数控制喷洒系统作业。
校准模块340，用于根据计算模块得到的校准脉冲系数更新流量计的脉冲系数。
本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括存储器和处理器，存储器上存储有程序，程序被处理器执行时实现上述流量计校准方法。
本申请实施例还提供了一种存储介质，用于计算机可读存储，存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述流量计校准方法。
本领域普通技术人员可以理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种植保无人机流量计校准方法，其特征在于，包括：
获取植保无人机作业前药箱的第一质量和流量计的第一脉冲数，获取所述植保无人机在所述作业后所述药箱的第二质量和所述流量计的第二脉冲数；
判断药箱质量变化值大于第一阈值并且脉冲数变化值大于第二阈值；
其中，所述第一阈值是指人为设置的所述药箱质量变化值的最小值，所述第二阈值是指人为设置的所述脉冲数变化值的最小值；
其中，所述药箱质量变化值为所述第一质量与所述第二质量的差值，所述脉冲数变化值为所述第二脉冲数与所述第一脉冲数的差值，根据所述药箱质量变化值和所述脉冲数变化值计算所述流量计的脉冲系数；其中，所述脉冲系数计算公式为：
脉冲系数=药箱质量变化值÷脉冲数变化值；
获取n个历史脉冲系数，根据所述脉冲系数和所述n个历史脉冲系数的标准差确定所述流量计的校准脉冲系数，包括：
判断所述脉冲系数和所述n个历史脉冲系数的标准差小于第三阈值，其中，所述第三阈值是指人为设置的所述脉冲系数和所述n个历史脉冲系数的标准差的最大值；
若所述脉冲系数和所述n个历史脉冲系数的标准差小于第三阈值，则：
使用所述校准脉冲系数更新所述流量计的脉冲系数，其中，所述校准脉冲系数为所述脉冲系数和所述n个历史脉冲系数的算术平均值；或者，
所述校准脉冲系数为所述脉冲系数和所述n个历史脉冲系数的加权平均值，其中，每一项脉冲系数的权重为所述每一项脉冲系数出现的次数；
若所述脉冲系数和所述n个历史脉冲系数的标准差大于等于第三阈值，则：
不记录所述脉冲系数，不更新所述校准脉冲系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述校准脉冲系数和流量计的脉冲数计算实际喷洒量，所述实际喷洒量的计算公式为：实际喷洒量=校准脉冲系数×脉冲数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据预设的喷洒量和所述校准脉冲系数计算目标脉冲数，所述目标脉冲数的计算公式为：目标脉冲数=预设的喷洒量÷校准脉冲系数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取预设的采集时长；
获取所述植保无人机作业时记录的第一时刻对应的第三脉冲数和第二时刻对应的第四脉冲数，其中，所述第一时刻和所述第二时刻的间隔为所述采集时长；
根据所述校准脉冲系数、所述第三脉冲数和所述第四脉冲数确定所述采集时长内的平均流速，其中所述平均流速的计算公式为：平均流速=（第四脉冲数-第三脉冲数）×校准脉冲系数÷采集时长。
5.一种植保无人机流量计校准装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取植保无人机作业前药箱的第一质量和流量计的第一脉冲数，获取所述植保无人机在所述作业后药箱的第二质量和流量计的第二脉冲数；以及，
用于获取n个历史脉冲系数，第一阈值以及第二阈值；其中，所述第一阈值是指人为设置的药箱质量变化值的最小值，所述第二阈值是指人为设置的脉冲数变化值的最小值；以及，
用于获取第三阈值，预设的采集时长以及所述植保无人机作业时记录的第一时刻对应的第三脉冲数和第二时刻对应的第四脉冲数，其中，所述第一时刻和所述第二时刻的间隔为所述采集时长，所述第三阈值是指人为设置的脉冲系数和所述n个历史脉冲系数的标准差的最大值；
计算模块，用于根据所述第一质量与所述第二质量计算所述药箱质量变化值，根据所述第一脉冲数与所述第二脉冲数计算所述脉冲数变化值，并判断所述药箱质量变化值大于所述第一阈值并且所述脉冲数变化值大于所述第二阈值，根据所述药箱质量变化值和所述脉冲数变化值计算所述流量计的脉冲系数；还用于根据所述脉冲系数和所述n个历史脉冲系数的标准差确定所述流量计的校准脉冲系数；
控制模块，用于控制所述植保无人机在所述作业前和所述作业后进行称重操作，以得到所述第一质量和所述第二质量；
校准模块，用于使用所述校准脉冲系数更新所述流量计的脉冲系数。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块还用于执行权利要求1至4中任一项所述的方法。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述计算模块还用于根据所述校准脉冲系数、所述第三脉冲数和所述第四脉冲数确定所述采集时长内的平均流速，其中所述平均流速的计算公式为：平均流速=（第四脉冲数-第三脉冲数）×校准脉冲系数÷采集时长。
8.一种植保无人机，其特征在于，包括权利要求5至7中任一项所述的装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311187122.1A CN116952338B (zh) | 2023-09-14 | 2023-09-14 | 植保无人机流量计校准方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311187122.1A CN116952338B (zh) | 2023-09-14 | 2023-09-14 | 植保无人机流量计校准方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116952338A true CN116952338A (zh) | 2023-10-27 |
| CN116952338B CN116952338B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=88458624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311187122.1A Active CN116952338B (zh) | 2023-09-14 | 2023-09-14 | 植保无人机流量计校准方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116952338B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117369528A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-01-09 | 黑龙江惠达科技股份有限公司 | 一种植保无人机播撒作业控制的方法、装置和无人机 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070169537A1 (en) * | 2006-01-26 | 2007-07-26 | Galen Cotton | Flowmeter/prover system and method |
| CN102879041A (zh) * | 2012-09-19 | 2013-01-16 | 宁波水表股份有限公司 | 一种叶轮式宽量程电子水表及其校正方法 |
| CN114777884A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-07-22 | 中山凯旋真空科技股份有限公司 | 流量计校准方法及装置、电子设备、存储介质 |
| CN115615522A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-01-17 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 | 涡轮式流量传感器测试分析方法和智能流量测量设备 |
-
2023
- 2023-09-14 CN CN202311187122.1A patent/CN116952338B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070169537A1 (en) * | 2006-01-26 | 2007-07-26 | Galen Cotton | Flowmeter/prover system and method |
| CN102879041A (zh) * | 2012-09-19 | 2013-01-16 | 宁波水表股份有限公司 | 一种叶轮式宽量程电子水表及其校正方法 |
| CN114777884A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-07-22 | 中山凯旋真空科技股份有限公司 | 流量计校准方法及装置、电子设备、存储介质 |
| CN115615522A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-01-17 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 | 涡轮式流量传感器测试分析方法和智能流量测量设备 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| BIN WANG: "Evaluation approach to dynamic characteristic of turbine flowmeters considering calibration system response", 《FLOW MEASUREMENT AND INSTRUMENTATION》, vol. 64 * |
| 张翼飞: "脉冲型流量计仪表系数的确定方法", 《计量与测试技术》, vol. 37, no. 12 * |
| 杨晓东: "油库发货流量计在线检定装置的研发与应用", 《石油库与加油站》, vol. 20, no. 4, pages 26 - 27 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117369528A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-01-09 | 黑龙江惠达科技股份有限公司 | 一种植保无人机播撒作业控制的方法、装置和无人机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116952338B (zh) | 2024-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN116952338B (zh) | 植保无人机流量计校准方法和装置 | |
| CN106681344A (zh) | 一种用于飞行器的高度控制方法及控制系统 | |
| CN106996766A (zh) | 一种飞机喷洒状态监测装置及飞机施药作业面积计量系统 | |
| CN109656265A (zh) | 数据处理装置、无人机及其控制装置、方法及处理用程序 | |
| CN108502177B (zh) | 一种保持无人机上激光雷达处于水平位置的调节装置 | |
| CN107505005A (zh) | 工业园区环境空气质量监管系统 | |
| CN103125204B (zh) | 一种联合收割机的谷物质量测量装置与测量方法 | |
| EP3521764B1 (en) | Stride calibrating method, and relevant device and system | |
| CN113939452B (zh) | 一种喷洒控制方法及装置 | |
| CN107494499A (zh) | 无人机农药喷洒控制系统 | |
| CN108681335A (zh) | 植保无人机在坡地的仿地飞行方法及装置 | |
| CN109710961A (zh) | 一种基于gps数据的高空无人机升限数据处理方法 | |
| CN108362744A (zh) | 喷杆式喷雾机动态喷雾沉积分布特性室内测量装置及方法 | |
| CN115951602B (zh) | 基于北斗导航的农机精准定位作业控制系统 | |
| CN108536170A (zh) | 一种航空变量施药监控装置及方法 | |
| CN112783206B (zh) | 喷洒控制方法、装置、飞行器及存储介质 | |
| CN112722279A (zh) | 一种无人机植保作业监控方法及系统 | |
| CN113873881A (zh) | 用于喷雾器的监控模块 | |
| CN112947532A (zh) | 一种基于药液测量的植保四旋翼无人机高度控制方法 | |
| CN208109377U (zh) | 一种植物冠层气流场生物模拟测试系统 | |
| CN207407924U (zh) | 工业园区环境空气质量监管系统 | |
| CN108802153B (zh) | 一种周期衰减的校准方法、电子设备和存储介质 | |
| WO2021083282A1 (zh) | 校准方法、可移动平台以及计算机可读存储介质 | |
| CN206301211U (zh) | 一种无人机作业语音引导装置 | |
| CN114368487A (zh) | 无人设备桨叶参数确定方法、装置、设备及存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |