针对当前无人机喷药喷施不均匀、雾滴飘移、肥药有效利用率低和浪费污染严重等问题,设计了一种基于果树冠层识别的植保无人机可变角度变量喷施装置。该装置通过摄像头采集果树冠层图像并传输至Jetson Orin Nano,利用ROI选取与子区间线...针对当前无人机喷药喷施不均匀、雾滴飘移、肥药有效利用率低和浪费污染严重等问题,设计了一种基于果树冠层识别的植保无人机可变角度变量喷施装置。该装置通过摄像头采集果树冠层图像并传输至Jetson Orin Nano,利用ROI选取与子区间线扫方法实现冠层边界与果树行宽度识别,识别结果传至STM32控制器,其中冠层边界信息用于调节喷头角度,像素占比信息用于调控喷头流量,流量计与磁编码器反馈信号经模糊PID算法处理,实现喷头角度与喷施量双闭环控制。经试验验证,果树冠层边界算法离线识别率为91.58%。台架试验结果表明,该方法在果树行宽度识别中平均误差为7.32%,线性拟合R^(2)=0.91;在喷雾验证中,当喷施角度大于靶区时,调节后可使靶区外沉积数量平均降低26.61个/cm^(2),雾滴沉积数量降低51.94%。当喷施角度小于靶区时,调节后可使靶区内外部雾滴沉积数量平均提升25.37个/cm^(2),雾滴沉积数量提高54.8%。核密度估计曲线更平滑,有效改善沉积分布均匀性。田间试验结果显示:统计检验结果为t=3.29、P=0.03,达到P<0.05的统计显著水平,装置开启状态下沉积效果更优,该方法实现了基于果树行宽度可变角度变量喷施控制,可有效提高雾滴利用率,为无人机果园精准施药提供技术支持。展开更多
文摘针对当前无人机喷药喷施不均匀、雾滴飘移、肥药有效利用率低和浪费污染严重等问题,设计了一种基于果树冠层识别的植保无人机可变角度变量喷施装置。该装置通过摄像头采集果树冠层图像并传输至Jetson Orin Nano,利用ROI选取与子区间线扫方法实现冠层边界与果树行宽度识别,识别结果传至STM32控制器,其中冠层边界信息用于调节喷头角度,像素占比信息用于调控喷头流量,流量计与磁编码器反馈信号经模糊PID算法处理,实现喷头角度与喷施量双闭环控制。经试验验证,果树冠层边界算法离线识别率为91.58%。台架试验结果表明,该方法在果树行宽度识别中平均误差为7.32%,线性拟合R^(2)=0.91;在喷雾验证中,当喷施角度大于靶区时,调节后可使靶区外沉积数量平均降低26.61个/cm^(2),雾滴沉积数量降低51.94%。当喷施角度小于靶区时,调节后可使靶区内外部雾滴沉积数量平均提升25.37个/cm^(2),雾滴沉积数量提高54.8%。核密度估计曲线更平滑,有效改善沉积分布均匀性。田间试验结果显示:统计检验结果为t=3.29、P=0.03,达到P<0.05的统计显著水平,装置开启状态下沉积效果更优,该方法实现了基于果树行宽度可变角度变量喷施控制,可有效提高雾滴利用率,为无人机果园精准施药提供技术支持。
