[發明專利]選擇性噴灑系統，地空協同施藥系統及協作方法

有效

• 申請號: 202010460846.9
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111990388B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 崔龍飛;薛新宇;樂飛翔;孫濤;金永奎;丁素明;楊風波;張宋超;孫竹
• 申請（專利權）人: 農業農村部南京農業機械化研究所
• 主分類號: A01M21/04
• 分類號: A01M21/04;A01M7/00;A01C23/04;A01C23/00;B64C39/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 金子娟

1.一種地面噴霧機適用的選擇性噴灑系統，其特征在于，設有柔性卷曲吊噴機構；

所述柔性卷曲吊噴機構包括沿噴霧機噴桿支架延伸方向布置的多個施藥模組，所述施藥模組包括微型氣泵（14）和柔性吊桿（3）；

所述柔性吊桿（3）上安裝有卷簧，并設有管狀的噴腔和氣囊，所述噴腔和氣囊的延伸方向與卷簧延伸一致，所述柔性吊桿（3）的頂端連接在噴桿支架上，末端為自由端，自然狀態下，由卷簧控制卷曲呈盤狀；

所述噴腔的入口設置在柔性吊桿的頂端，通過設有液泵的輸藥管路與藥箱連接，噴腔的出口，即噴嘴，設置在柔性吊桿（3）末梢的自由端；

所述氣囊的進/排氣口與微型氣泵（14）連接，由微型氣泵（14）控制其充氣或排氣，氣囊充氣膨脹時，克服卷簧彈性，柔性吊桿整體呈伸展狀態，垂直于地面；氣囊排氣縮扁時，柔性吊桿在卷簧控制下，恢復卷曲狀態；

所述微型氣泵（14）、液泵與施藥控制器連接，由施藥控制器控制啟停。

2.根據權利要求1所述的一種地面噴霧機適用的選擇性噴灑系統，其特征在于，所述噴腔（3-3）位于柔性噴桿的中間位置，其左右兩側各設有一氣囊（3-2,3-4），兩氣囊（3-2,3-4）管壁的外側端各安裝有一卷簧（3-1,3-5）。

3.根據權利要求1或2所述的一種地面噴霧機適用的選擇性噴灑系統，其特征在于，設有圖像傳感模塊和控制模塊；

所述控制模塊包括所述施藥控制器和具有GPU圖形處理能力的工控機；

所述圖像傳感模塊包括攝像機（1）和雙目視覺慣性模組（2），二者信號輸出端分別與控制模塊連接；攝像機（1）前置，安裝在車體上，用于雜草追蹤；雙目視覺慣性模組（2）后置，安裝在噴桿上，與施藥模組一一對應，用于雜草的識別與驗證；控制模塊根據追蹤到的雜草位置，控制噴桿上相應的施藥模組工作，控制該施藥模組的柔性吊桿在到達雜草位置前伸展，在到達雜草位置時，通過控制電磁開關閥開啟噴嘴，實現對靶噴施除草劑。

4.一種用于農田管理的地空協同施藥系統，包括無人飛機和與所述無人飛機協同作業的第一噴霧機，設權利要求1-3中任一項所述選擇性噴灑系統為第一選擇性噴灑系統，所述第一噴霧機即為配置了所述第一選擇性噴灑系統的地面噴霧機；

所述無人飛機設有機載工控機、多光譜相機、雙目視覺慣性模組、慣性測量單元、GPS傳感器和垂直向下安裝的激光高度傳感器；

所述多光譜相機用于采集農田的光譜信息圖像，雙目視覺慣性模組用于采集構建農田地圖三維模型的地表圖像，慣性測量單元用于采集無人飛機的姿態數據，GPS傳感器用來獲取無人飛機的經度、緯度坐標，激光高度傳感器用于測量無人飛機的飛行高度；

所述雙目視覺慣性模組、慣性測量單元、GPS傳感器、激光高度傳感器的信號輸出端與機載工控機的信號輸入端分別連接，機載工控機將雙目視覺慣性模組、慣性測量單元測得的圖像、姿態數據進行融合，進行在線位姿估計，創建農田地圖，并根據得到的光譜信息圖像，計算植被指數，通過反演的方法，得出作物健康狀況和異常區域的位置坐標，并將其發送給遠程控制中心或地面噴霧機；如果發送給遠程控制中心，經過遠程處理以后，再借助移動互聯網發送給地面噴霧機；

第一噴霧機收到遠程控制中心或無人飛機發送的信息后，根據異常區域的位置坐標，行駛到目標區域，進行噴灑作業。