一种用于设施葡萄园的自走变量喷药装置及方法制造方法及图纸

本申请提供一种用于设施葡萄园的自走变量喷药装置及方法，其中自走变量喷药装置包括：行进机构、喷洒单元、拍摄单元以及处理单元；行进机构上设有安装台；喷洒单元安装在安装台上，喷洒单元具有第一状态、第二状态和第三状态；拍摄单元安装在安装台上，用于拍摄葡萄叶的叶片图像，叶片图像包括叶片正面图像和叶片背面图像；处理单元配置用于：根据叶片图像，判断叶片的生理状态；根据生理状态，驱动喷洒单元切换至第一状态或第二状态或第三状态。上述结构中，实现了对不同类型或不同状态叶片进行自适应喷覆药液动作，提高了工作效率，节约了药液的使用量。约了药液的使用量。约了药液的使用量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于设施葡萄园的自走变量喷药装置及方法


[0001]本公开一般涉及设施葡萄园喷药装置及方法
，具体涉及一种用于设施葡萄园的自走变量喷药装置及方法。

技术介绍

[0002]设施葡萄园用于种植葡萄，为方便管理，葡萄树通常以设定间隔排列种植设置。针对于葡萄树的病灶，通常发生于其叶片上；例如通常发生于其叶片正面的白粉病，发生于其叶片背面的霜霉病等；
[0003]在对葡萄树进行喷药的过程中，通常通过机械喷药和人工喷药两种方式。人工喷药可根据经验判断叶片的病灶类型，以重点或有针对的进行喷药，然而人工喷药耗费人力资源较大，效率也相对较低；机械喷药虽能提高喷药效率，但其往往智能程度较低，无法根据实际情况进行针对性喷药处理，自适应性较差，药液的有效率较低。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可解决上述技术问题的一种用于设施葡萄园的自走变量喷药装置及方法。
[0005]第一方面本申请提供一种用于设施葡萄园的自走变量喷药装置，包括：
[0006]行进机构，所述行进机构用于沿葡萄树的排列方向行进，所述行进机构上设有安装台；
[0007]喷洒单元，所述喷洒单元安装在所述安装台上，所述喷洒单元具有第一状态、第二状态和第三状态；所述喷洒单元呈第一状态时，所述喷洒单元以第一高度h1，第一喷射方向喷药，所述第一喷射方向与竖直方向所呈夹角中指向地面的夹角为锐角；所述喷洒单元呈第二状态时，所述喷洒单元以第二高度h2，第二喷射方向喷药，所述第二喷射方向垂直于竖直方向；所述喷洒单元呈第三状态时，所述喷洒单元以第三高度h3，第三喷射方向喷药，所述第三喷射方向与竖直方向所呈夹角中远离地面的夹角为锐角；其中，h1>h2>h3；
[0008]拍摄单元，所述拍摄单元安装在所述安装台上，用于拍摄葡萄叶的叶片图像，所述叶片图像包括叶片正面图像和叶片背面图像；
[0009]处理单元，所述处理单元配置用于：
[0010]根据所述叶片图像，判断所述叶片的生理状态，所述生理状态包括正面病灶状态，正面正常状态，背面病灶状态，背面正常状态；
[0011]根据所述生理状态，驱动所述喷洒单元切换至所述第一状态或第二状态或第三状态。
[0012]根据本申请实施例提供的技术方案，根据所述生理状态，驱动所述喷洒单元切换至所述第一状态或第二状态或第三状态，具体包括以下步骤：
[0013]判断所述葡萄叶具有正面病灶状态和背面正常状态时，控制所述喷洒单元切换为所述第一状态；
[0014]判断所述葡萄叶具有背面病灶状态和正面正常状态时，控制所述喷洒单元切换为所述第三状态；
[0015]判断所述葡萄叶具有正面正常状态和背面正常状态时，控制所述喷洒单元切换为所述第二状态；
[0016]判断所述葡萄叶具有正面病灶状态和背面病灶状态时，控制所述喷洒单元交替切换所述第一状态和第三状态。
[0017]根据本申请实施例提供的技术方案，所述喷洒单元、拍摄单元沿所述行进机构的行进方向排列设置，且间隔预设水平距离s；
[0018]所述处理单元具体配置用于：判断所述叶片的生理状态，延迟第一时间t1后根据所述生理状态，驱动所述喷洒单元切换至所述第一状态或第二状态或第三状态；
[0019]所述第一时间t1由公式(一)计算得到：
[0020][0021]其中，v为所述行进机构的行进速度，t0为设定值。
[0022]根据本申请实施例提供的技术方案，所述喷洒单元包括：
[0023]多行程气缸，所述多行程气缸沿竖直方向设置，且固定安装在所述安装台上；所述多行程气缸的顶部安装有第一安装座；
[0024]第一电机，所述第一电机安装在所述第一安装座上，所述第一电机的轴线平行于所述葡萄树的排列方向；所述第一电机的转轴上安装有连杆；
[0025]喷洒件，所述喷洒件安装在所述连杆上，所述喷洒件靠近所述葡萄树一侧设有用于喷药的喷药口。
[0026]根据本申请实施例提供的技术方案，所述连杆垂直于所述第一电机轴线设置；所述喷洒件靠近所述葡萄树一侧安装有喷药杆；
[0027]所述喷药杆垂直于所述连杆且垂直于所述第一电机轴线；所述喷药杆内部中空，其相对靠近所述葡萄树一侧沿长度方向排列设有若干个喷药孔，其相对远离所述葡萄树一侧设有与所述喷药口连通的输入口。
[0028]根据本申请实施例提供的技术方案，根据所述叶片图像，，判断所述叶片的生理状态具体包括以下步骤：
[0029]s11：获取第一数据集，将所述第一数据集分为第一训练集和第一测试集；所述第一数据集包括葡萄叶正面病灶和葡萄叶正面正常的样本图像；
[0030]s12：基于第一神经网络构建正面病灶检测模型；
[0031]s13：以第一训练集和第一测试集对所述正面病灶检测模型进行训练和测试，得到训练后的正面病灶检测模型；
[0032]s14：将所述叶片正面图像输入至所述训练后的正面病灶检测模型中，输出所述葡萄叶的正面状态；所述正面状态包括正面病灶状态和正面正常状态。
[0033]根据本申请实施例提供的技术方案，根据所述叶片图像，判断所述叶片的生理状态还具体包括以下步骤：
[0034]s21：获取第二数据集，将所述第二数据集分为第二训练集和第二测试集；所述第二数据集包括葡萄叶背面病灶和葡萄叶背面正常的样本图像；
[0035]s22：基于第二神经网络构建背面病灶检测模型；
[0036]s23：以第二训练集和第二测试集对所述背面病灶检测模型进行训练和测试，得到训练后的背面病灶检测模型；
[0037]s24：将所述叶片背面图像输入至所述训练后的背面病灶检测模型中，输出所述葡萄叶的背面状态；所述背面状态包括背面病灶状态和背面正常状态。
[0038]根据本申请实施例提供的技术方案，所述拍摄单元包括：
[0039]支架，所述支架沿竖直方向安装在所述安装台侧壁上；所述支架顶部设有第一底座；所述支架底部沿第一方向设有固定杆，所述固定杆远离所述支架一端安装有第二底座；所述第一方向平行于水平面且垂直于所述葡萄树的排列方向；
[0040]第一相机，所述第一相机安装在所述第一底座上，所述第一相机的轴线方向与竖直方向所呈夹角中指向地面的夹角为锐角，用于拍摄所述葡萄叶的叶片正面图像；
[0041]第二相机，所述第二相机安装在所述第二底座上，所述第二相机的轴线方向与竖直方向所呈夹角中背离地面的夹角为锐角，用于拍摄所述葡萄叶的叶片背面图像。
[0042]第二方面本申请提供一种用于设施葡萄园的自走变量喷药方法，包括以下步骤：
[0043]获取葡萄叶的叶片图像，所述叶片图像包括叶片正面图像和叶片背面图像；所述叶片图像由拍摄单元拍摄得到；所述拍摄单元安装在安装台上，所述安装台设置在行进机构上；所述行进机构用于沿葡萄树的排列方向行进；
[0044]根据所述叶片图像，，判断所述叶片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于设施葡萄园的自走变量喷药装置，其特征在于，包括：行进机构(1)，所述行进机构(1)用于沿葡萄树的排列方向行进，所述行进机构(1)上设有安装台(11)；喷洒单元(2)，所述喷洒单元安装在所述安装台(11)上，所述喷洒单元(2)具有第一状态、第二状态和第三状态；所述喷洒单元(2)呈第一状态时，所述喷洒单元(2)以第一高度h1，第一喷射方向喷药，所述第一喷射方向与竖直方向所呈夹角中指向地面的夹角为锐角；所述喷洒单元(2)呈第二状态时，所述喷洒单元(2)以第二高度h2，第二喷射方向喷药，所述第二喷射方向垂直于竖直方向；所述喷洒单元(2)呈第三状态时，所述喷洒单元(2)以第三高度h3，第三喷射方向喷药，所述第三喷射方向与竖直方向所呈夹角中远离地面的夹角为锐角；其中，h1>h2>h3；拍摄单元(3)，所述拍摄单元(3)安装在所述安装台(11)上，用于拍摄葡萄叶的叶片图像，所述叶片图像包括叶片正面图像和叶片背面图像；处理单元(4)，所述处理单元(4)配置用于：根据所述叶片图像，判断所述叶片的生理状态，所述生理状态包括正面病灶状态，正面正常状态，背面病灶状态，背面正常状态；根据所述生理状态，驱动所述喷洒单元(2)切换至所述第一状态或第二状态或第三状态。2.根据权利要求1所述的用于设施葡萄园的自走变量喷药装置，其特征在于，根据所述生理状态，驱动所述喷洒单元(2)切换至所述第一状态或第二状态或第三状态，具体包括以下步骤：判断所述葡萄叶具有正面病灶状态和背面正常状态时，控制所述喷洒单元(2)切换为所述第一状态；判断所述葡萄叶具有背面病灶状态和正面正常状态时，控制所述喷洒单元(2)切换为所述第三状态；判断所述葡萄叶具有正面正常状态和背面正常状态时，控制所述喷洒单元(2)切换为所述第二状态；判断所述葡萄叶具有正面病灶状态和背面病灶状态时，控制所述喷洒单元(2)交替切换所述第一状态和第三状态。3.根据权利要求2所述的用于设施葡萄园的自走变量喷药装置，其特征在于，所述喷洒单元(2)、拍摄单元(3)沿所述行进机构(1)的行进方向排列设置，且间隔预设水平距离s；所述处理单元(4)具体配置用于：判断所述叶片的生理状态，延迟第一时间t1后根据所述生理状态，驱动所述喷洒单元(2)切换至所述第一状态或第二状态或第三状态；所述第一时间t1由公式(一)计算得到：其中，v为所述行进机构(1)的行进速度，t0为设定值。4.根据权利要求1所述的用于于设施葡萄园的自走变量喷药装置，其特征在于，所述喷洒单元(2)包括：多行程气缸(21)，所述多行程气缸(21)沿竖直方向设置，且固定安装在所述安装台
(11)上；所述多行程气缸(21)的顶部安装有第一安装座(22)；第一电机(23)，所述第一电机(23)安装在所述第一安装座(22)上，所述第一电机(23)的轴线平行于所述葡萄树的排列方向；所述第一电机(23)的转轴上安装有连杆(24)；喷洒件(25)，所述喷洒件(25)安装在所述连杆(24)上，所述喷洒件(25)靠近所述葡萄树一侧设有用于喷药的喷药口(25
‑
1)。5.根据权利要求4所述的用于于设施葡萄园的自走变量喷药装置，其特征在于，所述连杆(24)垂直于所述第一电机(22)轴线设置；所述喷洒件(25)靠近所述葡萄树一侧安装有喷药杆(26)；所述喷药杆(26)垂直于所述连杆(24)且垂直于所述第一电机(23)轴线；所述喷药杆(26)内部中空，其相对靠近所述葡萄树一侧沿长度方向排列设有若干个喷药孔(26
‑
1)，其相对远离所述葡萄树一侧设有与所述喷药口(25
‑
1)连通的输入口。6.根据权利要求3所述的用于设施葡萄园的自走变量喷药装置，其特征在于，根据所述叶片图像，判断所述叶片的生理状态具体包括以下步骤：s11：获取第一数据集，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建全，张娜，张鹤，王丹，
申请(专利权)人：天津市农业科学院，
类型：发明
国别省市：