CN108157343A - 一种基于无人机遥感的矮砧苹果园精准变量施药*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机遥感的矮砧苹果园精准变量施药***，主要包括无人机光谱遥感模块、遥感数据处理模块和精准变量施药模块。无人机光谱遥感模块利用多光谱相机和北斗定位装置采集矮砧苹果树光谱图像和位置信息，并将采集的信息发送给遥感数据处理模块；遥感数据处理模块通过对比矮砧苹果树病虫害数据库内的光谱数据，并结合位置信息，生成该园病虫害的处方图，发送给精准变量施药模块；精准变量施药模块根据病虫害处方图，结合北斗定位装置、超声波对靶传感器数据进行决策后，控制施药机完成对果树的精准变量施药。通过本发明，能根据实时病虫害情况，针对不同苹果树病虫害的程度，喷洒不同的药量，从而降低农药的使用。

Description

一种基于无人机遥感的矮砧苹果园精准变量施药***

技术领域

本发明涉及农业施药技术领域，尤其涉及一种基于无人机遥感的矮砧苹果园精准变量施药***。

背景技术

目前，由于矮砧苹果园树形窄、行距大，易于实现机械化，因此针对矮砧苹果园的机械化施药技术和装备发展迅速，但现有的施药机大多采用定量施药方式，造成农药的浪费和环境污染。尽管也有个别果园施药机通过安装超声波传感器检测苹果树的有无来打开、关闭喷头，以达到减少施药量的目的，但在打开喷头施药时，依然采用定量喷洒的方式。实际的果园情况是，不同个体的苹果树病虫害程度不同，因此需要对不同个体的苹果树喷洒不同的药量，从而提高农药的利用效率，降低农药的使用量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于无人机遥感的矮砧苹果园精准变量施药***。

本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于无人机遥感的矮砧苹果园精准变量施药***，包括无人机光谱遥感模块、遥感数据处理模块和精准变量施药模块。

所述的无人机光谱遥感模块主要包括无人机、北斗定位装置、多光谱相机和数据传送装置，由安装在无人机底部的多光谱相机和安装在顶部的北斗定位装置实时采集矮砧苹果园的光谱图像和位置信息，获得可见光到近红外各个波段的光谱响应波段的数据，并将采集的光谱图像和位置信息发送到遥感数据处理模块。

所述的遥感数据处理模块主要包括数据传送装置、计算机和数据接收装置，计算机通过数据接收装置接收无人机遥感模块发送的光谱图像和位置信息，通过对比存储在计算机中的矮砧苹果树病虫害数据库内的光谱数据，获得果园内病虫害的分布情况，并结合位置信息，生成该苹果园病虫害的处方图。

所述的精准变量施药模块主要包括数据接收装置、北斗定位装置、超声波对靶传感器、施药决策控制装置和施药机，施药决策控制装置通过数据接收装置接收遥感数据处理模块发送的果园病虫害处方图和北斗定位装置的位置信息，在进行决策后，控制施药机进行自主导航并根据处方图中的果树病虫害严重程度控制喷头的开启大小，实现变量施药，同时施药决策控制装置结合超声波对靶传感器的数据，检测到有苹果树时控制喷头开启，未检测到苹果树时控制喷头关闭，实现精准施药。

本发明的有益效果为：

根据本发明，可以根据矮砧苹果园内实时的病虫害情况，针对不同果树个体的病虫害的程度，喷洒不同的药量，并且实现对靶施药，从而达到降低农药使用的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明基于无人机遥感的矮砧苹果园精准变量施药***方案示意图。

图2为本发明基于无人机遥感的矮砧苹果园精准变量施药***导航决策控制流程图。

图3为本发明基于无人机遥感的矮砧苹果园精准变量施药***精准变量施药决策控制流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步解释说明：

如图1所示，一种基于无人机遥感的矮砧苹果园精准变量施药***，包括无人机遥感模块、遥感数据处理模块和精准变量施药模块。

所述的无人机光谱遥感模块主要包括无人机、北斗定位装置、多光谱相机和数据传送装置，由安装在无人机底部的多光谱相机和安装在顶部的北斗定位装置实时采集矮砧苹果园的光谱图像和位置信息，获得可见光到近红外各个波段的光谱响应波段的数据，并将采集的光谱图像和位置信息发送到遥感数据处理模块。

所述的遥感数据处理模块主要包括数据传送装置、计算机和数据接收装置，计算机通过数据接收装置接收无人机遥感模块发送的光谱图像和位置信息，通过对比存储在计算机中的矮砧苹果树病虫害数据库内的光谱数据，获得果园内病虫害的分布情况，并结合位置信息，生成该苹果园病虫害的处方图，将处方图发送给精准变量施药模块。

所述的精准变量施药模块主要包括数据接收装置、北斗定位装置、超声波对靶传感器、施药决策控制装置和施药机，施药决策控制装置通过数据接收装置接收遥感数据处理模块发送的果园病虫害处方图和北斗定位装置的位置信息，在进行决策后，控制施药机进行自主导航并根据处方图中的果树病虫害严重程度控制喷头的开启大小，实现变量施药，同时施药决策控制装置结合超声波对靶传感器的数据，检测到有苹果树时控制喷头开启，未检测到苹果树时控制喷头关闭，实现精准施药。

首先，利用无人机上的多光谱相机和北斗定位装置采集待施药的果园的光谱信息和位置信息，通过数据发送装置将采集信息发送到遥感数据处理模块，计算机通过数据接收装置接收光谱信息和位置信息，通过对比矮砧苹果树病虫害数据库内的光谱数据，获得果园内病虫害的分布情况，然后结合位置信息生成果园病虫害的处方图，将处方图发送给精准变量施药模块，施药决策控制装置利用数据接收装置接收处方图，，一方面，如图2所示，根据施药机上的北斗定位装置的位置信息判断是否偏离轨迹，如果未偏离，则继续直行，如果发生偏离，则控制施药机转向调整，从而实现施药机的自主导航；另一方面，如图3所示，根据超声波对靶传感器数据判断是否检测到苹果树，如果没有检测到苹果树则关闭喷头继续检测，如果检测到苹果树，则读取北斗定位***位置信息，并对比该苹果园病虫害的处方图，控制开启合适的喷头大小，然后继续读取超声波传感器数据，如果未检测到苹果树，则关闭喷头，继续检测下一棵苹果树。

上面以具体实施例予以说明本发明的结构及工作原理，本发明并不局限于以上实施例，根据上述的说明内容，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于无人机遥感的矮砧苹果园精准变量施药***，包括无人机光谱遥感模块、遥感数据处理模块和精准变量施药模块，其特征在于：

所述的无人机光谱遥感模块主要包括无人机、北斗定位装置、多光谱相机和数据传送装置，由安装在无人机底部的多光谱相机和安装在顶部的北斗定位装置实时采集矮砧苹果园的光谱图像和位置信息，获得可见光到近红外各个波段的光谱响应波段的数据，并将采集的光谱图像和位置信息发送到遥感数据处理模块；

所述的遥感数据处理模块主要包括数据传送装置、计算机和数据接收装置，计算机通过数据接收装置接收无人机遥感模块发送的光谱图像和位置信息，通过对比存储在计算机中的矮砧苹果树病虫害数据库内的光谱数据，获得果园内病虫害的分布情况，并结合位置信息，生成该苹果园病虫害的处方图；

所述的精准变量施药模块主要包括数据接收装置、北斗定位装置、超声波对靶传感器、施药决策控制装置和施药机，施药决策控制装置通过数据接收装置接收遥感数据处理模块发送的果园病虫害处方图和北斗定位装置的位置信息，在进行决策后，控制施药机进行自主导航并根据处方图中的果树病虫害严重程度控制喷头的开启大小，实现变量施药，同时施药决策控制装置结合超声波对靶传感器的数据，检测到有苹果树时控制喷头开启，未检测到苹果树时控制喷头关闭，实现精准施药。