[發明專利]基于植株冠層孔隙率的空間霧滴沉積量測量與評價方法

有效

• 申請號: 201811616614.7
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109490158B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 劉雪美;李幻;劉興華;宋來其;李揚
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: G01N15/04
• 分類號: G01N15/04;G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于植株冠層孔隙率的空間霧滴沉積量測量與評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

噴霧系統為門型噴霧臺架，采用噴桿式噴霧的方式，包括噴頭、流量計、電磁閥、隔膜泵、藥箱以及軟管，所述的噴頭為扇形噴霧面，噴灑均勻藥液，噴霧范圍大于植株的行距；所述的流量計用于實時監測噴霧流量，做出反饋，便于實時調整，確保流量穩定；所述的電磁閥分別為常開和常閉電磁閥，用于控制噴頭噴霧的即停；所述的隔膜泵用于抽取藥箱中的藥液，通過軟管供給噴頭；所述的藥箱用于存放藥液，軟管用于輸送藥液；噴霧控制系統包括PC端、串口、單片機、隔膜泵驅動電機和繼電器；行走部分控制系統包括PC端、藍牙或者WIFI模塊和控制器；對于噴霧系統來說，利用串口使PC端和單片機通訊，PC端發送指令使隔膜泵按照特定的電壓工作，使噴頭按照需要的流量穩定噴藥，流量計測出穩定工作時的流量，并通過串口反饋到PC端，噴霧作業結束之后，利用繼電器的通斷控制電磁閥使噴頭立即停止噴藥；行走機構用于放置植株，采用WIFI或者藍牙模塊無線通訊，PC端發送指令使行走機構按照一定的速度運動，旋轉編碼器反饋行走機構運動速度，通過PC端做出適當調整，使行走機構載著植株按所需速度運行；

1)植株冠層分層孔隙率的獲得：1∶1還原搭建枝葉易拆卸的仿真植株模型，將四株植株按照不同的行株距進行擺放，獲得一個封閉式的矩形區域，將植株冠層分成若干層c₁，c₂，c₃…v_n，利用激光測距原理分別測得植株冠層各層的孔隙率值；

2)植株冠層分層沉積量的測量：四株植株以一定的行株距排列在行走機構上，同植株冠層測試孔隙率一致，將植株分為若干層c₁，c₂，c₃…c_n，c₁即為植株頂層，準備一塊與行株距相符的隔板，在板上盡可能多且均勻地布置上水敏紙，將隔板依次放在植株的各個層次，做好固定，在行走機構速度、噴霧霧化壓力、植株的擺放方向角度不變的前提下進行多次試驗；統計分析水敏紙沉積數據，得到每一片水敏紙上的單位面積沉積量，q₁、q₂、q₃…q_n根據

求得一次試驗所得水敏紙上所得的平均霧滴沉積量，利用

得到各層隔板上總的沉積量，

其中s_n＝a×b為隔板的面積，a為兩株植株之間的行距，b為兩株植株之間的株距；

為各層的總沉積量，即各層植株通過植株冠層孔隙的總量，n為1，2，3…·

為植株頂層沉積量，即植株冠層所接收的總沉積量；

為兩層隔板之間的植株葉片攔截即噴灑在植株葉片上的霧滴沉積量；

根據

得出第n層沉積量占第n-1層沉積量的百分比，即兩塊隔板之間的植株冠層穿過孔隙的噴霧量占該層總接收的噴霧量的百分比；

3)得到各層孔隙率與沉積量的關系：分別進行多組孔隙率和沉積量的試驗，得到孔隙率和沉積量的對應值，將所獲得孔隙率參數以及沉積百分比數據作為高斯過程回歸的訓練集，采用高斯過程回歸學習方法，獲得孔隙率和沉積百分比兩組數據的高斯過程回歸模型，應用該高斯過程回歸模型進行預測，給出相應的預測均值和預測方差，利用驗證集數據驗證模型有效性。