[發(fā)明專利]一種無人機雙噴頭霧滴粒徑分布模擬方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010040462.1 | 申請日： | 2020-01-15 |
| 公開（公告）號： | CN111199111B | 公開（公告）日： | 2022-02-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉飛;郭晗;周軍;沈堅鋼;孔汶汶;方慧 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務(wù)所 11569 | 代理人： | 楊媛媛 |
| 地址： | 310013 浙江*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 無人機 噴頭 霧滴 粒徑 分布 模擬 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種無人機雙噴頭霧滴粒徑分布模擬方法，包括：將單噴頭放置于不同的高度位置；確定不同高度下單噴頭的噴幅范圍；將雙噴頭放置于不同高度和不同間距位置；所述雙噴頭包括：第一噴頭和第二噴頭；以雙噴頭之間間距的中心為零點，左右各間隔第一設(shè)定距離，測量不同高度、不同間距和不同水平位置下噴幅重疊區(qū)域內(nèi)的霧滴體積中徑，得到真實測量值；將噴頭高度、雙噴頭之間的間距以及水平位置作為自變量將所述真實測量值作為因變量，將所有的自變量和因變量按照固定比例劃分，形成建模集和預(yù)集；基于所述建模集和所述預(yù)測集采用REGRESS函數(shù)確定擬合公式。本發(fā)明中的上述方法采用機器學(xué)習(xí)方法得到了高精度的定量建模效果。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，特別是涉及一種無人機雙噴頭霧滴粒徑分布模擬方法。
背景技術(shù)
無人機噴施由于其作業(yè)低成本，高效率和強機動性等特點在農(nóng)業(yè)施肥以及噴藥作業(yè)方面得到了非常廣泛地應(yīng)用。然而，無人機噴施與地面機具噴施相比更容易受到氣流以及空氣運動條件地影響，其還存在著霧滴尺寸分布范圍過大、沉積量難以控制、霧滴漂移明顯等問題。霧滴漂移會造成安全問題和藥液浪費，霧滴漂移會引發(fā)人體的各種疾病并對土壤造成不必要的污染。霧滴粒徑是和霧滴漂移相關(guān)性非常高的一個霧滴參數(shù)，另外其也會影響霧滴在目標上的沉積比例以及藥液的施用效率。因此，確定霧滴粒徑在重疊扇面內(nèi)的分布規(guī)律對提升噴施效果以及進行合適的噴嘴類型選擇具有重要的意義。霧滴體積中徑(VMD)表示將所有噴灑中根據(jù)霧滴粒徑從小到大累加，體積疊加至總體積50％時的霧滴粒徑，是最常用的表征霧滴粒徑的參數(shù)。
機器學(xué)習(xí)的方法在農(nóng)業(yè)、能源工程、生物醫(yī)學(xué)以及各種領(lǐng)域都得到了廣泛使用。在農(nóng)用無人機鄰域，機器學(xué)習(xí)的方法主要應(yīng)用于圖像處理以及自動化作業(yè)方向，使用機器學(xué)習(xí)的方法建立噴頭扇面內(nèi)霧滴粒徑的定量模型可以大大提高模型的精確性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無人機雙噴頭霧滴粒徑分布模擬方法，實現(xiàn)定量精確建模。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
一種無人機雙噴頭霧滴粒徑分布模擬方法，所述模擬方法包括：
將單噴頭放置于不同的高度位置；
確定不同高度下單噴頭的噴幅范圍；
將雙噴頭放置于不同高度和不同間距位置；所述雙噴頭包括：第一噴頭和第二噴頭；
以雙噴頭之間間距的中心為零點，左右各間隔第一設(shè)定距離，測量不同高度、不同間距和不同水平位置下噴幅重疊區(qū)域內(nèi)的霧滴體積中徑，得到真實測量值；
將噴頭高度、雙噴頭之間的間距以及水平位置作為自變量將所述真實測量值作為因變量，將所有的自變量和因變量按照固定比例劃分，形成建模集和預(yù)集；
基于所述建模集和所述預(yù)測集采用REGRESS函數(shù)確定擬合公式。
可選的，所述不同高度位置具體包括：距離地面1m、1.5m以及2m。
可選的，所述確定不同高度下單噴頭的噴幅范圍具體包括：
將多個量筒依次排列于單噴頭的正下方，采用50％有效沉積量判定法確定不同高度下單噴頭的噴幅范圍；所述量筒的筒底外徑與所述第一設(shè)定距離相同。
可選的，所述第一設(shè)定距離為6.5cm。
可選的，所述不同間距位置具體包括：0.5m、0.6m以及0.7m。
根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：
本發(fā)明中的上述方法采用機器學(xué)習(xí)的方法(REGRESS)應(yīng)用于無人機雙噴頭霧滴體積中徑的模擬建模并得到四次項公式，得到了非常好的定量建模效果，且證明了使用不同噴頭高度、水平位置以及噴頭間距測得的霧滴粒徑值可以用于模擬整個雙噴頭扇面重疊部分的霧滴粒徑分布。
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