(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210588224.3 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 苏州农业职业 技术学院 地址 215101 江苏省苏州市姑苏区西园路 279号 (72)发明人 秦维彩　 (74)专利代理 机构 成都知棋知识产权代理事务 所(普通合伙) 51325 专利代理师 马晓静 (51)Int.Cl. B64D 1/18(2006.01) A01M 7/00(2006.01) A01G 13/00(2006.01) G06V 20/17(2022.01) G06V 10/44(2022.01)G06V 10/774(2022.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种植保无人飞机智能施药系统及控制方 法 (57)摘要 本发明公开一种植保无人飞机智能施药系 统， 包括图像采集模块、 图像处理模块、 对比识别 模块、 药液传感模块、 飞控模块和施药控制模块， 控制方法包括步骤一、 对比图像数据处理和预 存， 步骤二、 农作物实时图像的采集， 步骤三、 实 时图像的处理和对比识别， 步骤四、 根据识别数 据计算出施药量并控制施药控制系统定量施药； 本发明通过自动控制输送泵和离心雾化喷头的 转速， 达到了精准施药的目的， 还可以避免在没 有农作物的区域内产生不必要的农药浪费， 以及 保证在病虫害严重和农作物密集度高的区域内 获得最优的农药量。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 114954948 A 2022.08.30 CN 114954948 A 1.一种植保无人飞机智能施药系统， 其特征在于： 包括图像采集模块、 图像处理模块、 对比识别模块、 药液传感模块、 飞控模块和施药控制模块， 所述图像采集模块通过无人机搭 载的光谱相 机实时采集农作物图像， 所述图像处理模块用于对采集的图像进行视觉处理， 所述对比识别模块用于根据预存的病虫害图像信息与采集的图像信息进行对比识别出作 物病虫害和棵数信息， 所述药液传感模块通过液位传感器获取药液余量信息， 所述飞控模 块用于根据对比识别模块输出的数据进行施药量计算并发出调控信号， 所述施药控制模块 用于根据飞控模块输出的调控信号通过流量传感器、 输送泵和离心雾化喷头控制药液喷洒 量。 2.根据权利要求1所述的一种植保无人飞机智能施药系统的控制方法， 其特征在于， 包 括以下步骤： 步骤一、 从数据库中选取多组农作物常发生的病虫害和多组不同棵数的农作物待检测 的照片， 将其存 储到无人飞机文件系统进行处 理后导入无 人飞机的数据存 储模块中； 步骤二、 利用无人飞机搭载的光谱相机对正在进行施药的农作物进行图像采集， 获取 农作物的实时图像； 步骤三、 将 获取的图像进行处理后， 将其与步骤一中存储的病虫害信 息进行对比， 检测 判断出无人飞机获取的照片中农作物病虫害和棵 数信息并通过互联网上传至飞控系统中； 步骤四、 由飞控系统根据接受的农作物病虫害和棵数信息做出决策并生成信号， 再将 信号反馈 到施药控制模块中控制施药， 实现精准变量施药。 3.根据权利要求2所述的一种植保无人飞机智能施药系统的控制方法， 其特征在于： 所 述步骤一中和步骤三中对图像的处 理方法具体为 S1、 收集图像， 相对图像进行灰度处理， 然后进行二值化处理， 得到二值化后的灰度图 像； S2、 利用小波去噪法对二值化后的灰度图像进行去噪处理， 处理后的图像进行倾斜度 校正； S3、 将校正后的图像进行字符切割处理， 然后再对切割后的图像进行归一化处理， 获得 处理后的图像。 4.根据权利要求2所述的一种植保无人飞机智能施药系统的控制方法， 其特征在于： 所 述步骤三中对图像中的农作物病虫害及棵 数信息识别方法具体为 E1、 先建立图像字符特 征提取模型， 并将步骤一中选取的照片整理成图像集； E2、 以图像集作为样本 输入， 对图像字符特 征提取模型进行样本训练； E3、 再以无人飞机上搭载的光谱相机获取的农作物实时图像作为输入， 利用训练后的 图像字符特 征提取模型提取关键 字符并进行识别， 再将识别后的结果输出。 5.根据权利要求2所述的一种植保无人飞机智能施药系统的控制方法， 其特征在于： 所 述步骤四中做出决策时先建立出基于农作物病虫害和密集度的多信息融合算法， 再根据融 合算法计算出施药量， 然后将施药量信息转 化成PWM信息反馈 至施药控制模块中。 6.根据权利要求5所述的一种植保无人飞机智能施药系统的控制方法， 其特征在于： 所 述融合算法计算施药量由下式表示 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114954948 A 2其中q0表示喷头的目标喷雾流量， 单位L/min， Kα表示病虫害特征参数， Kβ表示棵数特征 参数， Kγ表示修正参 数， QS表示每公顷施药量， 单位L/hm2， W表示喷头的喷幅宽度， 单位m， C表 示药液的体积比， 单位mL/L， N表示喷头个数。 7.根据权利要求2所述的一种植保无人飞机智能施药系统的控制方法， 其特征在于： 所 述步骤四中施药控制模块与飞控系统通过串口通讯技术进 行信号通讯交流， 所述施药控制 模块是以单片 机为控制核心， 配合液位传感器、 流量传感器、 输送泵和离心雾化喷头完成施 药控制。 8.根据权利要求7所述的一种植保无人飞机智能施药系统的控制方法， 其特征在于： 所 述液位传感器用于检测药箱内药液剩余量， 所述流量传感器实时获取输出流量信息并反馈 至单片机中， 所述输送泵和离心雾化喷头通过 单片机控制调整。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114954948 A 3