[發明專利]車載農藥自動噴灑系統

有效

• 申請號: 201410483787.1
• 申請日: 2014-09-20
• 公開（公告）號: CN104186453A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 無錫北斗星通信息科技有限公司
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及農藥噴灑管理領域，尤其涉及一種車載農藥自動噴灑系統。

背景技術

農業生產中經常使用農藥對農作物進行噴灑，殺死農作物上的害蟲，以保障農作物的正常生長。農藥的使用為農業的豐收起到了積極作用，但現實中，農藥的噴灑狀況令人擔憂。

當前的農藥噴灑過于粗放，例如，僅僅針對田地面積確定農藥噴灑的劑量，而沒有根據田中農作物的生長狀況制定因地制宜的噴灑方案，導致一些農作物生長旺盛的地方，噴灑的農藥相對不足，難以滿足完全殺蟲的效果，而在一些農作物生長緩慢的地方，噴灑的農藥相對過多，直接影響了農作物的產量和品質，還對田地造成嚴重的化學污染。

同時，人工噴灑的模式仍然是農藥噴灑的主要手段，這種模式過度依靠操作人員的經驗，科學程度不高，容易造成農藥的濫用，另外，人工模式的勞動強度大，操作人員直接接觸農藥，人身極易受到農藥的傷害，最主要的是，這種模式是通過操作人員緩慢前進來推動農藥的噴灑，噴灑效率不高。

因此，需要一種新的農藥噴灑的技術方案，能夠實時獲取被噴灑區域的農作物生長狀況，根據農作物生長狀況確定噴灑的劑量，自動控制農藥噴灑設備的噴灑，而且能夠采用機械推進的方式，提高農藥噴灑的效率。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種車載農藥自動噴灑系統，通過引入攝像裝置對農田實際狀況進行拍攝，引入多種圖像處理裝置對農田圖像進行圖像平移、劃分、濾波和分析，基于綠色像素數量占據圖像總像素的比例，確定農藥的噴灑劑量，控制噴灑設備自動進行噴灑，本發明的噴灑系統設置在車載平臺上，極大地提高了農藥的噴灑效率，適合大面積的農藥噴灑，另外，本發明還避免操作人員與農藥噴灑系統直接接觸，保障操作人員的身心健康不受損壞。

根據本發明的一方面，提供了一種車載農藥自動噴灑系統，所述噴灑系統包括車尾噴灑固定桿、攝像機、農藥噴頭和ARM10處理器，所述攝像機和所述農藥噴頭都固定在所述車尾噴灑固定桿的同一高度上且水平相距預設距離，所述攝像機用于拍攝車后農田圖像，所述農藥噴頭用于對車后農田噴灑農藥，所述ARM10處理器用于基于所述車后農田圖像控制所述農藥噴頭的噴灑速率。

更具體地，所述車載農藥自動噴灑系統還包括用戶輸入設備，用于根據用戶的輸入，設定第一比例閾值、第二比例閾值和剩余農藥閾值；存儲設備，預存所述預設距離，連接所述用戶輸入設備以接收并存儲所述第一比例閾值、所述第二比例閾值和所述剩余農藥閾值，還預存比例速率對照表，所述比例速率對照表列舉了圖像中綠色比例與所述農藥噴頭的噴灑速率的一一對照關系，所述綠色比例為圖像中綠色像素數量占據總像素數量的比例；圖像平移設備，連接所述攝像機以獲得所述車后農田圖像，根據所述預設距離從所述攝像機向所述農藥噴頭一側平移所述車后農田圖像，并從平移后的圖像中切除平移出所述車后農田圖像輪廓的圖像部分，以獲得噴灑區域圖像；圖像劃分設備，連接所述圖像平移設備以接收所述噴灑區域圖像，計算所述噴灑區域圖像中每一個像素的綠色分量值在亮度值中所占的比例數值，當所述比例數值大于所述第一比例閾值時，所述比例數值對應的像素為綠色像素，當所述比例數值小于等于所述第一比例閾值時，所述比例數值對應的像素為非綠色像素，基于綠色像素和非綠色像素將所述噴灑區域圖像二值化，以輸出二值化噴灑圖像；圖像濾波設備，連接所述圖像劃分設備以接收所述二值化噴灑圖像，基于二維小波濾波算法對所述二值化噴灑圖像濾波，以獲得二值化平滑噴灑圖像；流量控制器，連接所述存儲設備，用于實時控制所述農藥噴頭的噴灑速率；噴灑電磁換向閥，位于所述流量控制器和所述農藥噴頭之間，用于控制所述農藥噴頭的開關；農藥儲存容器，連接所述農藥噴頭，用于容納當地農業局管理平臺預先調制的農藥；農藥剩余容量檢測器，位于所述農藥儲存容器中，通過檢測剩余農藥在所述農藥儲存容器中的高度，計算農藥剩余容量；供電設備，用于為所述噴灑系統內除了所述供電設備以外的電子設備提供電力供應，并在所述ARM10處理器的控制下對所述噴灑系統執行電源管理；所述ARM10處理器與所述圖像濾波設備、所述流量控制器、所述噴灑電磁換向閥、所述農藥剩余容量檢測器和所述供電設備分別連接，計算所述二值化平滑噴灑圖像中的綠色比例，當所述綠色比例大于所述第二比例閾值時，輸出啟動農藥噴灑信號并輸出所述綠色比例，當所述綠色比例小于等于所述第二比例閾值時，輸出停止農藥噴灑信號；所述ARM10處理器還在接收到的所述農藥剩余容量小于等于所述剩余農藥閾值時，輸出農藥不足報警信號；顯示設備，與所述ARM10處理器連接，用于實時顯示與所述啟動農藥噴灑信號、所述停止農藥噴灑信號或所述農藥不足報警信號對應的文字信息，還用于實時顯示所述綠色比例和所述農藥剩余容量；無線通訊接口，與所述ARM10處理器連接，用于向所述當地農業局管理平臺無線輸出與所述啟動農藥噴灑信號、所述停止農藥噴灑信號或所述農藥不足報警信號對應的文字信息，還用于向所述當地農業局管理平臺無線輸出所述綠色比例和所述農藥剩余容量；其中，所述流量控制器在接收到所述啟動農藥噴灑信號后，基于所述綠色比例在所述比例速率對照表中查找與所述綠色比例對應的噴灑速率并作為所述農藥噴頭的噴灑速率，所述流量控制器在接收到所述停止農藥噴灑信號，停止工作；所述噴灑電磁換向閥在接收到所述啟動農藥噴灑信號后，打開所述農藥噴頭，在接收到所述停止農藥噴灑信號后，關閉所述農藥噴頭。