華南農業大學楊洲獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉華南農業大學申請的專利基于毫米波雷達的自動對靶變量噴霧控制系統及作業方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116569899B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310401197.9,技術領域涉及:A01M7/00;該發明授權基于毫米波雷達的自動對靶變量噴霧控制系統及作業方法是由楊洲;解明坤;申東英;徐興;段潔利;于世偉;歐俊辰;何俊宇;王豪杰;區湘穎;江啟明;羅宇康;陳柏良設計研發完成,并于2023-04-13向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于毫米波雷達的自動對靶變量噴霧控制系統及作業方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種基于毫米波雷達的自動對靶變量噴霧控制系統及作業方法,其中,所述自動對靶變量噴霧控制系統包括設置在噴霧機中的信息采集裝置、對靶噴霧裝置以及控制裝置;所述信息采集裝置包括毫米波雷達、旋轉編碼器和IMU姿態傳感器;所述對靶噴霧裝置包括變量噴霧模塊和變量風送模塊;所述控制裝置包括主控制模塊和人機交互模塊。變量噴霧控制系統能夠根據探測到的樹木點云構建出樹木的冠幅、株高、體積參數,從而實現根據樹木冠層參數改變噴霧量,改變風機轉速,達到按需施藥,精準施藥的目的,減輕施藥過程中的工作量,提高了藥液利用率,增大了藥液背面附著效果。
本發明授權基于毫米波雷達的自動對靶變量噴霧控制系統及作業方法在權利要求書中公布了:1.一種基于毫米波雷達的自動對靶的變量噴霧控制系統的作業方法,其特征在于,包括以下步驟: S1、對基于毫米波雷達的自動對靶變量噴霧控制系統進行初始化;所述基于毫米波雷達的自動對靶變量噴霧控制系統包括設置在噴霧機中的信息采集裝置、對靶噴霧裝置以及控制裝置,其中,所述信息采集裝置包括毫米波雷達、旋轉編碼器和IMU姿態傳感器,其中,所述毫米波雷達用于采集靶標的點云信息;所述旋轉編碼器用于采集噴霧機行駛距離和行駛速度;所述IMU姿態傳感器用于檢測噴霧機的姿態信息;所述對靶噴霧裝置包括變量噴霧模塊和變量風送模塊,其中,所述變量噴霧模塊用于對藥液進行變量噴施;所述變量風送模塊用于改變噴施過程中的風力大小和風向,以此來增強正反面葉片的藥液沉積量;所述控制裝置包括主控制模塊和人機交互模塊,其中,所述人機交互模塊用于實現人機交互;所述主控制器模塊分別與信息采集模塊、人機交互模塊、供藥系統模塊、變量噴霧模塊以及變量風送模塊連接;所述控制裝置還包括電磁閥驅動板和直流電機調速器;所述電磁閥驅動板和直流電機調速器與所述主控制模塊連接,所述主控制模塊包括單片機和PC端;所述變量噴霧模塊包括藥箱、過濾器、藥泵驅動電機、三缸柱塞泵、流量計、兩路分流器、電磁閥和噴頭,其中,所述電磁閥和噴頭均為十四個,且一一對應;所述藥箱的輸出端通過過濾器與三缸柱塞泵連接,所述三缸柱塞泵的輸出端經過流量計與兩路分流器的輸入端連接,所述兩路分流器的兩路輸出端分別與其中的七個電磁閥連接,而每個電磁閥又與對應的噴頭連接;所述藥泵驅動電機用于驅動三缸柱塞泵動作;所述藥箱與所述三缸柱塞泵之間還設有溢流閥,用于促使藥液能夠順利回流到藥箱中;所述三缸柱塞泵與所述流量計之間的管路上設置有壓力表;所述人機交互模塊包括設置在噴霧機上的智能工控觸摸屏;所述噴霧機采用純電動履帶底盤式噴霧機; S2、在通過人機交互模塊的人機交互界面中選擇噴霧模式,若選擇連續噴霧模式,則執行步驟S3;若選擇自動對靶模式,則執行步驟S4-S7; S3、在連續噴霧模式下,智能工控觸摸屏上設有噴霧選擇模塊和風速選擇模塊,其中,噴霧選擇模塊包括所有噴頭全噴按鈕和4個指定噴頭組全噴按鈕,其中的4個指定噴頭組分別為左側上面的3個噴頭、左側下面的4個噴頭,右側上面的3個噴頭、右側下面的4個噴頭;風速選擇模塊包括強風按鈕,中風按鈕和弱風按鈕;通過點擊對應的按鈕來開啟和關閉相應功能;其中,噴霧選擇是通過單片機控制電磁閥驅動板來控制對應的電磁閥通斷,進而控制噴頭的開閉;而風速選擇則是通過單片機控制直流電機調速器,進而控制風機驅動電機的轉速,實現風速的調節;所述噴霧選擇和風速選擇均采用PWM控制方式; S4、在自動對靶模式下,智能工控觸摸屏上設有自動對靶按鈕,點擊此按鈕,便可開啟對靶噴霧模式;毫米波雷達、IMU姿態傳感器和旋轉編碼器開始采集數據并將數據傳輸到單片機中; S5、單片機將傳入的數據進行整合后傳輸給PC端,PC端將處理好的信息再傳輸給單片機;若采集到靶標信息,則執行步驟S6;若未采集到靶標信息,則執行步驟S7; S6、根據處理得到的樹冠的冠幅,高度,體積信息,輸出所需流量的脈沖寬度調制波控制對應的電磁閥頻繁開閉和直流電機調速器輸出脈沖,從而實現按需施藥和風速調節; S7、當毫米波雷達探測不到冠層信息時,單片機控制電磁閥驅動板和直流電機調速器來促使電磁閥和風機的關閉; S8、判斷單片機是否繼續工作,若停止工作,則終止噴霧;否則,返回步驟S2。
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