對(duì)靶噴藥中靶標(biāo)外形輪廓探測(cè)難題有了新的突破

西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院和國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心，針對(duì)對(duì)靶噴藥技術(shù)中靶標(biāo)外形輪廓探測(cè)技術(shù)，基于超聲傳感器搭建了試驗(yàn)平臺(tái)，研究了樹(shù)型靶標(biāo)外形探測(cè)新方法，證明了該方法具有很高的探測(cè)精度，突破了靶標(biāo)外形輪廓難以精確探測(cè)的難題，可為在線探測(cè)靶標(biāo)外形以變量噴藥提供基礎(chǔ)支持。

此研究報(bào)告刊登于《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2010年第12期，題為“樹(shù)型噴灑靶標(biāo)外形輪廓探測(cè)方法研究”，第一作者為西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院講師、該校與國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心聯(lián)合培養(yǎng)在職博士生翟長(zhǎng)遠(yuǎn)，通訊作者為國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江研究員。

果園中最主要的管理作業(yè)是病蟲(chóng)害防治, 據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì), 果樹(shù)在一年中的生長(zhǎng)期內(nèi)要噴施農(nóng)藥8～15次。

果樹(shù)種植的不連續(xù)性決定均勻施藥會(huì)造成農(nóng)藥的浪費(fèi)和環(huán)境的污染，基于圖像、激光和紅外的對(duì)靶技術(shù)，通過(guò)感知樹(shù)是否存在，有針對(duì)性的進(jìn)行農(nóng)藥噴施，極大的減少了農(nóng)藥噴到靶標(biāo)以外的可能性, 降低了農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。

但其無(wú)法在線探測(cè)靶標(biāo)外形輪廓以精確計(jì)算不同部位所需農(nóng)藥量，只能憑經(jīng)驗(yàn)或者均勻施藥，導(dǎo)致農(nóng)藥殘留量無(wú)法控制，嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品安全。超聲波傳感器能夠非接觸快速測(cè)量傳感器到障礙物的距離，在樹(shù)型噴灑靶標(biāo)外形輪廓探測(cè)上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

研究者基于超聲傳感器搭建了靶標(biāo)外形輪廓探測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)能夠驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)精確勻速運(yùn)動(dòng)，以0.02米為步長(zhǎng)密集測(cè)量樹(shù)冠形狀，將獲得的數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示，并能夠在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中長(zhǎng)期存儲(chǔ)。

研究者使用該測(cè)試平臺(tái)針對(duì)自制規(guī)則樹(shù)樹(shù)冠和花期櫻桃樹(shù)樹(shù)冠分別進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示規(guī)則樹(shù)冠和櫻桃樹(shù)冠體積探測(cè)精度分別為92.8%和90.0%，表明該方法具有很高探測(cè)精度。

對(duì)靶精準(zhǔn)施藥包括靶標(biāo)識(shí)別和變量噴藥兩大核心技術(shù)。靶標(biāo)外形輪廓探測(cè)方法的研究為靶標(biāo)精確探測(cè)提供了很好的方法和思路，對(duì)于在線探測(cè)靶標(biāo)外形以進(jìn)行變量噴藥具有重要參考價(jià)值。