阅读说明：本技术 一种半自动化的施农药的系统 (A kind of system of the pesticide grown of semi-automation ) 是由 郑海 于 2019-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明属于现代农业领域,具体涉及一种半自动化的施农药的系统,包括：图像采集装置,其用于采集需要施药的农田区域的俯视图像；发射装置,其用于将装有农药的抛射弹发射至所述指定位置,所述抛射弹在所述指定位置的上空爆炸,将所述农药喷撒覆盖所对应的农田区域；控制装置,其用于根据所述俯视图像绘制所述农田区域的轮廓,并为所述轮廓建立一个以发射装置的布置点为原点的平面坐标系；人机操作界面,其用于向使用者可视化地显示出所述轮廓和平面坐标系,还用于为使用者提供对该轮廓进行图像处理的操作载体。本发明相较于传统的农药施用手段,其效率较高,喷洒较为全面,相较于无人机施药,技术门槛更低,更易推广。(The invention belongs to modern agriculture fields, and in particular to a kind of system of the pesticide grown of semi-automation, comprising: image collecting device is used to acquire the overhead view image for needing the farmland region being administered；Emitter is used to emit the projectile body equipped with pesticide to the designated position, and the projectile body explodes in the overhead of the designated position, by the corresponding farmland region of dusting covering；Control device is used to draw the profile in the farmland region according to the overhead view image, and is that the profile establishes one using the layout points of emitter as the plane coordinate system of origin；Man machine operation interface is used to visually show the profile and plane coordinate system to user, is also used to provide the operation carrier that image procossing is carried out to the profile for user.For the present invention compared to traditional applications of pesticide means, efficiency is higher, and sprinkling is more comprehensive, is administered compared to unmanned plane, technical threshold is lower, is easier to promote.)

一种半自动化的施农药的系统

技术领域

本发明属于现代农业领域，特别涉及一种半自动化的施农药的系统。

背景技术

喷洒农药是农业植保工作的一项重要措施，作业次数多，工作量大，对人具有一定的毒性危害，是农业生产中一项艰苦的劳作，现在国内采用无人直升机技术喷洒农药已经走向实际应用阶段，但依然存在设备昂贵、需要专业操作人员等问题。

发明内容

本发明提供了一种半自动化的施农药的系统，包括：

图像采集装置，其用于采集需要施药的农田区域的俯视图像；

发射装置，其布置于所述农田区域的***，用于将装有农药的抛射弹发射至指定位置，所述抛射弹在所述指定位置的上空***，将所述农药喷撒覆盖所对应的农田区域；

控制装置，其用于根据所述俯视图像绘制所述农田区域的轮廓，并为所述轮廓建立一个以发射装置的布置点为原点的平面坐标系；

人机操作界面，其用于向使用者可视化地显示出所述轮廓和平面坐标系，还用于为使用者提供对该轮廓进行图像处理的操作载体。

使用者在人机交互界面上用多个圆形图案彼此不重叠地填充于所述轮廓内，控制装置获取各个圆形图案的圆心的坐标，从而确定得到所述指定位置的坐标。

所述人机交互界面为使用者提供大小两种圆形图案，使用者优先用大圆填充于轮廓内，大圆无法覆盖的空白区域再用小圆填充。

所述控制装置根据原点与指定位置的坐标的方向向量调整所述发射装置的发射方向，根据弹道计算调节所述发射装置的发射角度以及发射驱动力的大小，从而使所述抛射弹被发射至指定位置。

进一步地，所述发射装置具有调节发射方向的第一调节机构，和调节发射角度的第二调节机构，以及发射驱动力可调的动力机构。第一调节机构具有第一致动单元和第一检测单元，第二调节机构具有第二致动单元和第二检测单元，检测单元用于检测调节是否到位。

进一步地，所述抛射弹***后的覆盖半径略大于圆形图案的半径，优选地，圆形图案的半径为覆盖半径的80％～90％。

优选地，所述抛射弹具有大小两种规格，不同规格的抛射弹里所含的农药的量和***用药的量不同。

进一步地，所述抛射弹具有延时引信，抛射弹从发射到***的时间是已知且一致的。

本发明的有益效果是：施药的自动化程度高，效率高，效果好。

附图说明

图1示出了本发明所述的发射装置的示意图；

图2-3示出了本系统的工作示意图；

图4示出了抛射弹的示意图。

具体实施方式

下面参照附图，详细描述本系统的结构以及所实现的功能。

实施例一

一种半自动化的施农药的系统，包括：

图像采集装置(优选使用各种消费级无人机)，其用于采集需要施药的农田区域的俯视图像；

发射装置，其布置于所述农田区域的***，用于将装有农药的抛射弹发射至指定位置，所述抛射弹在所述指定位置的上空***，将所述农药喷撒覆盖所对应的农田区域；

控制装置，其用于根据所述俯视图像绘制所述农田区域的轮廓(如图2中的多边形所示)，并为所述轮廓建立一个以发射装置的布置点为原点的平面坐标系；

人机操作界面，其用于向使用者可视化地显示出所述轮廓和平面坐标系，还用于为使用者提供对该轮廓进行图像处理的操作载体。

如图1所示，所述发射装置具有：

用于调节发射方向的第一调节机构，第一调节机构包括固定底座1，可相对于固定底座1进行转动的旋转底座2，还有检测转动角度是否到位的角度传感器(第一检测单元)，显然地，还包括转动电机；

用于调节发射角度的第二调节机构，也即伸缩杆3，还有检测伸缩是否到位的角度传感器(第二检测单元)，显然地，还驱动伸缩实现的致动器；

发射筒4，

装有多个抛射弹6的弹匣5；

所述弹匣5***发射筒4的后端，与发射筒4垂直；

还包括输出压力可调(也即发射驱动力)的高压气源7。

所述发射装置利用高压气源7将弹匣5内的抛射弹6从发射筒4内喷射出去，显然地，抛射弹的发射速度与高压气源7的输出压力正相关。

如图2所示，使用者在人机交互界面上用多个圆形图案彼此不重叠地填充于所述轮廓内，控制装置获取各个圆形图案的圆心的坐标，从而确定得到所述指定位置的坐标。

所述人机交互界面为使用者提供大小两种圆形图案，使用者优先用大圆填充于轮廓内，大圆无法覆盖的空白区域再用小圆填充。

所述抛射弹***后的覆盖半径(如图2中的虚线圆所示)略大于圆形图案的半径，优选地，圆形图案的半径为覆盖半径的80％～90％。

所述控制装置根据原点与指定位置的坐标的方向向量调整所述发射装置的发射方向，根据弹道计算调节所述发射装置的发射角度以及发射驱动力的大小，从而使所述抛射弹被发射至指定位置。

如图3所示，根据弹道(抛物线)计算调节所述发射装置的发射角度α以及发射驱动力的大小(与抛射弹的发射速度v正相关)，从而使所述抛射弹被发射至指定坐标，计算模型如下：

已知量：

圆心的坐标(x,y)

抛射弹从发射到***的时间t

待求量：

发射角度α

发射速度v；

抛射弹在坐标(x,y)的上空***，得等式：

vsinα＝gt (1)

g为重力加速度；

从而计算出

v＝gt/sinα

所述抛射弹如图4所示，其包括弹壳8，农药腔9，***腔10，以及电子延时引信11，***腔10内填充的***用药被电子延时引信11引爆，从而将农药腔9内填充的农药喷洒出，农药和***用药的量不同，可以形成不同的农药覆盖范围。

根据大圆、小圆的数量，使用者可以预先将对应数量、对应规格的抛射弹装于弹匣之中，例如，先装填2个小规格的抛射弹，再装填4个大规格的抛射弹(与图2中的圆的数量相对应)，如此，再将弹匣***发射筒中，依次发射至各个指定位置。

实施例二

与实施例一不同的是，使用两个发射装置，每个发射装置的弹匣只装填同一种规格的抛射弹，分别只针对一种圆进行发射。高压气源7可以同时为这两个发射装置提供发射驱动力。

本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。