果園自動變距精準施藥系統(tǒng)設計與試驗

肖 珂 郝 毅 高冠東

(1.河北農業(yè)大學信息科學與技術學院， 保定 071001； 2.河北省農業(yè)大數(shù)據(jù)重點實驗室， 保定 071001；3.中央司法警官學院信息管理系， 保定 071000)

0 引言

在果園施藥技術研究中，自動對靶噴霧技術可以有效解決農藥浪費和環(huán)境污染問題[1]。研究人員利用紅外傳感器[2]、超聲波傳感器[3]、激光雷達傳感器[4]、機器視覺[5]等技術構建的自動對靶噴霧系統(tǒng)可以準確檢測樹冠和噴施目標，從而實現(xiàn)間歇性有選擇噴施，節(jié)約了農藥資源。

為了進一步提高噴施效率，國內外研究人員開始對噴施區(qū)域的冠層特征、葉墻面積等進行檢測分析，根據(jù)分析結果實時調整相應的噴施參數(shù)。薛秀云等[6]利用激光雷達(Laser detection and ranging，LiDAR)檢測技術獲取葉墻面積(Leaf wall area，LWA)，應用圖像處理技術計算相關參數(shù)，實現(xiàn)了基于LWA的變量噴霧，與純對靶噴霧相比省藥率為32.77%；姜紅花等[7]將激光測距傳感器和超聲波傳感器相結合，設計了基于多傳感器陣列的冠層信息采集方法和果樹冠層體積在線計算方法，在此基礎上進行的變風量噴霧提高了沉積率，減少了噴霧漂移；OSTERMAN等[8]利用激光掃描儀測量冠層，將測得的數(shù)據(jù)利用數(shù)學方法擬合出輪廓，并使用逆運動學算法調整噴施臂到冠層的距離，使噴霧覆蓋范圍最佳。

在調整噴霧參數(shù)的研究中，對噴霧量的調整最常見，通過調整噴霧量可明顯減少農藥的使用[9]；而噴霧距離作為影響噴霧效果的重要參數(shù)之一，根據(jù)果樹冠層結構實時調節(jié)噴霧距離，實現(xiàn)噴霧與冠層的仿形是廣大學者關心的目標[10]?！?br>