[發明專利]霧滴沉積量測量方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 202310081511.X
• 申請日: 2023-02-08
• 公開（公告）號: CN115792878B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 李龍龍;張瑞瑞;陳立平;劉柏欽;夏浪;徐剛
• 申請（專利權）人: 北京市農林科學院智能裝備技術研究中心
• 主分類號: G01S7/539
• 分類號: G01S7/539
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 聶俊偉

本發明提供一種霧滴沉積量測量方法、裝置及系統，屬于農業信息技術領域，包括：接收任一聲波接收模塊所采集到的回波時域信號；根據回波時域信號確定霧滴沉積探測區域內霧滴的沉積速度以及沉積量；回波時域信號是由聲波發射模塊向霧滴沉積探測區域內發射聲波時域信號后經霧滴反射后生成的。本發明提供的霧滴沉積量測量方法、裝置及系統，通過向霧滴沉積探測區域發射聲波時域信號，并根據采集到的聲波時域信號在霧滴處反射生成的回波時域信號，實時獲取霧滴沉積探測區域的沉積速度以及沉積量，實現快速、實時、準確地測量霧滴的沉積速度以及沉積量，為后續指導施藥作業提供數據支持。

技術領域

本發明涉及農業信息技術領域，尤其涉及一種霧滴沉積量測量方法、裝置及系統。

背景技術

隨著航空施藥的普及化程度提高，用戶愈發關注航空施藥的作業過程質量，而施藥霧滴的沉積量能夠有效反映航空施藥的作業過程質量。

目前主要通過顯色法和洗脫法測量霧滴沉積量。其中，顯色法主要通過水敏紙等被動收集器收集霧滴，并運輸到實驗室通過圖像處理技術獲得收集器表面的霧滴參數；洗脫法主要通過對噴霧溶液添加示蹤劑，利用聚乙烯卡收集霧滴，并運輸到實驗室通過洗脫劑洗脫霧滴，進而利用光學分析儀器測量計算出聚乙烯卡上的霧滴沉積量。

然而，現有的霧滴沉積量測量方法存在測量過程繁瑣、操作要求較高、精度較低、需要運輸至實驗室才可處理數據導致實時性較差的缺陷。

發明內容

本發明提供一種霧滴沉積量測量方法、裝置及系統，用以解決現有技術中存在的測量過程繁瑣、操作要求較高、精度較低、實時性較差的缺陷。

第一方面，本發明提供一種霧滴沉積量測量方法，包括：接收任一聲波接收模塊所采集到的回波時域信號；根據所述回波時域信號確定霧滴沉積探測區域內霧滴的沉積速度以及沉積量；所述回波時域信號是由聲波發射模塊向所述霧滴沉積探測區域內發射聲波時域信號后經霧滴反射后生成的。

根據本發明提供的一種霧滴沉積量測量方法，根據所述回波時域信號確定霧滴沉積探測區域內霧滴的所述沉積速度，具體包括：對所述回波時域信號進行時頻域轉換，獲取對應的回波頻域信號；根據所述回波頻域信號確定所述回波時域信號相關的第一聲波頻率；根據所述第一聲波頻率、所述聲波時域信號相關的第二聲波頻率、聲波在所述霧滴沉積探測區域內的傳播速度，確定所述霧滴沉積探測區域內霧滴的所述沉積速度。

根據本發明提供的一種霧滴沉積量測量方法，所述根據所述第一聲波頻率、所述聲波時域信號相關的第二聲波頻率、所述聲波時域信號在所述霧滴沉積探測區域內的傳播速度，確定所述霧滴沉積探測區域內霧滴的所述沉積速度，具體計算公式為：

；

其中，為所述第一聲波頻率，為所述第二聲波頻率，為所述聲波時域信號在所述霧滴沉積探測區域內的傳播速度，為所述沉積速度。

根據本發明提供的一種霧滴沉積量測量方法，根據所述回波時域信號確定霧滴沉積探測區域內霧滴的所述沉積量，具體包括：對所述回波時域信號進行時頻域轉換，獲取對應的回波頻域信號；根據所述回波頻域信號的聲波頻率上限值和聲波頻率下限值，確定聲波頻率范圍；按照預設聲波頻率步長將所述聲波頻率范圍劃分為多個頻段；計算每個所述頻段相關的頻譜能量；基于每個頻段頻譜能量換算出每個所述頻段相關的霧滴質量；將所有頻段相關的霧滴質量的總和作為所述沉積量。

根據本發明提供的一種霧滴沉積量測量方法，所述計算每個所述頻段相關的頻譜能量，具體計算公式為：

；

其中，為所述回波頻域信號第 i個頻段相關的頻譜能量，為所述回波頻域信號的聲波頻率下限值；為所述預設聲波頻率步長；為所述回波頻域信號。

根據本發明提供的一種霧滴沉積量測量方法，所述聲波時域信號為超聲波時域信號。