农业农村部南京农业机械化研究所;南京南机智农农机科技研究院有限公司陈晨获国家专利权
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龙图腾网获悉农业农村部南京农业机械化研究所;南京南机智农农机科技研究院有限公司申请的专利一种植保喷洒作业参数实时诊断与修正方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117808347B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311765183.1,技术领域涉及:G06Q10/0639;该发明授权一种植保喷洒作业参数实时诊断与修正方法及系统是由陈晨;张毅;薛新宇;毛良明;于航;李嘉利;耿萌;刘俊萌;顾伟;孙竹;徐阳;王宝坤设计研发完成,并于2023-12-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种植保喷洒作业参数实时诊断与修正方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及农业智能施药技术领域,公开了一种植保喷洒作业参数实时诊断与修正方法及系统,其技术方案要点是作物扰动区识别;雾滴沉积区识别;计算作物扰动区和雾滴沉积区的几何中心点水平坐标;计算作物扰动区几何中心点与雾滴沉积区几何中心点之间的距离L和作物扰动区与雾滴沉积区之间的重叠比例U;通过作业质量函数fL,U降低几何中心点距离L和提高重合比例U,从而增强植保无人飞机旋翼风场对喷洒雾滴的输运能力,提高升雾滴的作物冠层穿透能力和吸附能力,保障作业质量。最后,以动态载荷力F为变量,以作业效率P为边界条件,以作业质量函数fL,U为寻优目标,全过程修正植保无人飞机的飞行作业参数,稳定保障植保无人飞机作业全过程的施药质量。
本发明授权一种植保喷洒作业参数实时诊断与修正方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种植保喷洒作业参数实时诊断与修正方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: S1、作物扰动区识别; S2、雾滴沉积区识别; S3、计算作物扰动区和雾滴沉积区的几何中心点水平坐标; S4、计算作物扰动区几何中心点与雾滴沉积区几何中心点之间的距离L和作物扰动区与雾滴沉积区之间的重叠比例U; S5、以动态载荷力F为变量,以作业效率P为边界条件,以作业质量函数fL,U为寻优目标,全过程修正植保无人飞机的飞行作业参数; 所述作物扰动区几何中心点与雾滴沉积区几何中心点之间的距离L的计算公式为: 作物扰动区几何中心点水平坐标为,雾滴沉积区几何中心点水平坐标为,激光雷达传感器和热红外传感器的安装位置间距为C,植保无人飞机与作物冠层间距高度为H; ; 所述物扰动区与雾滴沉积区之间的重叠比例U的计算公式为: ; 式中,表示扰动区面积,表示雾滴沉积区面积,表示拼合区面积; 所述动态载荷力F是植保无人飞机作业全过程中无人飞机总重力FM和自然风力FW的合力;其中,无人飞机总重力FM随机载药液喷洒逐渐降低,自然风力FW随环境风变化;所述动态载荷力F的计算公式为: ; 所述作业质量函数fL,U是以作物扰动区与雾滴沉积区几何中心点距离L和区域重叠比例U为评价指标的函数;所述作业质量函数fL,U 的计算公式为: ; 式中,C1和C2为权重系数;作业质量函数fL,U与区域重叠比例U呈正相关,与两区域几何中心点距离L呈反比; 所述作业效率P为单位时间内植保无人飞机作业面积;所述作业效率P的计算公式为: ; 式中,V表示植保无人飞机的飞行速度;K表示喷洒幅宽; 所述作物扰动区识别方法为: 先利用激光雷达传感器探测植保无人飞机下侧作物冠层的点云信息;再对连续相邻采集帧下的作物冠层的点云信息进行差值运算,计算同一水平位置相邻帧点云高度变化△h; 当△h值大于预设阈值时,则判断为作物扰动区边界点坐标,然后将边界点云拟合识别出作物扰动区范围; 所述对连续相邻采集帧下的作物冠层的点云信息进行差值运算的过程为:考虑植保无人飞机前进运动状态,不同时刻扫描点云不在同一坐标系下;因此,设t时刻点云为Dt,其空间坐标为,相邻帧点云为Dt+k,将Dt+k转化到Dt所对应的坐标系,k为时间帧差值,计算同一水平位置相邻帧点云高度变化△h,计算公式为: ; 所述雾滴沉积区识别方法为: 先利用红外传感器探测植保无人飞机下侧作物冠层的温度信息和测量区域位置信息; 由于雾滴沉积至冠层后改变沉积区温度,形成区域温差梯度;因此,根据温度梯度线识别出雾滴沉积区边界范围,然后将温度信息和测量区域位置信息进行空间匹配,并与作物扰动区进行统一坐标系转换,提取雾滴沉积区边界点坐标; 由作物扰动区边界点坐标为,设作物扰动区几何中心点水平坐标为; 作物扰动区几何中心点水平坐标的计算公式为: ; 由雾滴沉积区边界点坐标为,设雾滴沉积区几何中心点水平坐标为; 雾滴沉积区几何中心点水平坐标的计算公式为: 。
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