基于机器视觉的对靶喷施试验台及控制方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010257921.1 (22)申请日 2020.04.02 (71)申请人 农业农村部南京农业机械化研究所 地址 210014 江苏省南京市玄武区柳营100 号 (72)发明人 孙涛薛新宇张宋超丁素明 金永奎张玲周立新秦维彩 孔伟崔龙飞杨风波顾伟 孙竹蔡晨周晴晴陈晨 张学进徐阳乐飞翔 (74)专利代理机构 南京钟山专利代理有限公司 32252 代理人 上官凤栖 (51)Int.Cl. G01M 99/00(2011.01) (54)发明名称 一种基于机器视觉的对靶喷施试验。

2、台及控 制方法 (57)摘要 一种基于机器视觉的对靶喷施试验台及控 制方法， 采用基于深度学习的深度相机机器视觉 进行靶标作物的识别定位， 可以同时获得靶标作 物的三维信息， 从而精准指导喷头的空间位置， 可以有效提高喷施质量与效果； 采用并联机械手 作为喷头位置运动装置， 其定位精度高， 运行速 度快， 平稳度高， 可以精准快速的完成喷头位置 的传送； 采用可调小车轮距与轨道间距， 可以模 拟不同种植模式下的田间环境， 同时采用沙盘作 物种植方式， 可以进行实现不同的靶标作物与非 靶标作物的布局， 可模拟的场景多， 操作简易， 降 低了田间试验的难度， 同时可以通过不同场景对 整个系统进行训。

3、练调参， 来提高运行的速度与准 确性。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 111397936 A 2020.07.10 CN 111397936 A 1.一种基于机器视觉的对靶喷施试验台， 其特征在于， 包括： 靶标作物识别与三维信息 获取装置、 喷头位置调节装置、 药液喷施装置、 田间场景模拟装置和工控机(2)； 所述田间场 景模拟装置上承载着靶标作物识别与三维信息获取装置、 喷头位置调节装置和药液喷施装 置； 所述靶标作物识别与三维信息获取装置用于全局图像采集、 靶标作物识别定位以及三 维信息获取； 所述工控机(2)根据靶标作物识别定位以及三维信息确定出喷头(7)需要到达 的位置。

4、， 通过喷头位置调节装置将喷头(7)运送到指定的位置， 并由药液喷施装置执行喷施 操作。 2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的对靶喷施试验台， 其特征在于： 所述田间场 景模拟装置包括框架式小车(8)、 定位轨道(9)和作物布局沙盘(10)， 所述框架式小车(8)沿 着定位轨道(9)前进， 所述定位轨道(9)的宽度、 长度可调， 框架式小车(8)的前进速度和轮 距可调， 所述作物布局沙盘(10)是由不同作物构成的模拟农田沙盘， 布置在定位轨道(9)两 侧之间。 3.如权利要求2所述的一种基于机器视觉的对靶喷施试验台， 其特征在于： 所述喷头位 置调节装置由三自由度的并联机械手执行机构(6)。

5、构成， 所述并联机械手执行机构(6)包括 机械手控制器(12)、 机械手主动臂(13)、 机械手从动臂(14)、 机械手伺服电机(15)和喷头固 定安装块(16)； 所述机械手控制器(12)周围设有一圈并联机械手挂载固定孔(11)， 用于将 并联机械手执行机构(6)固定在框架式小车(8)的顶部框架内侧； 围绕机械手控制器(12)底 部还均匀地布置有多个机械手伺服电机(15)， 每个机械手伺服电机(15)都配对有独立的机 械手主动臂(13)和机械手从动臂(14)， 所述机械手伺服电机(15)的输出轴与机械手主动臂 (13)一端相连， 机械手主动臂(13)另一端与机械手从动臂(14)一端铰接， 机。

6、械手从动臂 (14)另一端与喷头固定安装块(16)铰接， 所述喷头固定安装块(16)同时与多个机械手从动 臂(14)相连； 机械手控制器(12)控制各机械手伺服电机(15)的转动， 从而驱动各机械手主 动臂(13)和各机械手从动臂(14)将固定在喷头固定安装块(16)上的喷头(7)运送到喷洒位 置。 4.如权利要求3所述的一种基于机器视觉的对靶喷施试验台， 其特征在于： 所述靶标作 物识别与三维信息获取装置由深度相机(5)构成， 安装于框架式小车(8)上， 深度相机(5)的 安装高度与机械手控制器(12)中心保持一致， 同时机械手控制器(12)中心与深度相机(5) 中心的连线与框架式小车(8)。

7、的行进方向保持平行。 5.如权利要求4所述的一种基于机器视觉的对靶喷施试验台， 其特征在于： 所述深度相 机(5)首先获取图像中不同对象的轮廓信息和颜色信息， 用于靶标作物的识别， 同时获取靶 标作物各个部分距离深度相机(5)的距离， 用于获得靶标作物的三维信息； 在完成靶标作物 的识别后， 提取靶标作物的平面坐标信息， 进行中心点的确认， 同时计算出靶标作物在竖直 方向上的投影面积， 利用获取的三维信息， 计算出靶标作物的平均高度。 6.如权利要求4所述的一种基于机器视觉的对靶喷施试验台， 其特征在于： 所述药液喷 施装置包括水泵(3)、 药箱(4)和喷头(7)， 药液喷施装置由恒压阀和电磁。

8、阀控制， 压力可调 的恒压阀安装于水泵(3)的出水端， 水泵(3)的出水端与喷头(7)相连， 用于将药箱(4)中的 药液运送至喷头(7)； 电磁阀安装在喷头(7)的入口处， 电磁阀为常闭状态， 当并联机械手执 行机构(6)将喷头(7)运送到喷洒位置时， 电磁阀执行一次打开操作， 完成喷施后电磁阀关 闭。 权利要求书 1/2 页 2 CN 111397936 A 2 7.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的对靶喷施试验台， 其特征在于： 所述工控机 (2)连接有显示屏幕(1)。 8.一种如权利要求6所述的基于机器视觉的对靶喷施试验台的控制方法， 其特征在于， 包括如下步骤： 1)首先确定需要被喷。

9、施的靶标作物， 深度相机(5)在靶标作物的生长田间环境中进行 图像的采集， 采集的内容包括以相机安装位为视角的靶标作物图像、 其他作物图像以及多 种作物混合图像； 2)深度相机(5)基于采集的图像完成靶标作物的识别后， 提取靶标作物的平面坐标信 息， 进行中心点的确认， 同步进行其平面面积与高度信息的提取， 建立识别与定位模型， 并 将这一模型嵌入至工控机(2)中， 用于给并联机械手执行机构(6)的执行提供坐标指令； 3)工控机(2)将靶标作物的中心点位置转换为以机械手控制器(12)安装中心为坐标原 点的坐标系坐标， 框架式小车(8)运动方向为x轴方向， 在机械手控制器(12)安装面上， 垂直。

10、 于运动方向为y轴方向， 垂直于安装面向下为z轴方向； 结合靶标作物的生长面积以及所用 喷头(7)的喷雾角信息， 计算出喷洒覆盖靶标作物所需的喷头高度， 同时将框架式小车(8) 的运动速度进行实时反馈， 作为速度补偿， 从而用以引导并联机械手执行机构(6)将喷头 (7)送至指定位置； 4)在将喷头(7)运送至指定位置后， 通过PWM控制器， 控制电磁阀的开放时间， 完成一次 喷施操作； 5)如果一次图像采集有多个靶标作物， 则按照靶标作物中心在x方向上距离图像边缘 的距离进行编号， 按照编号顺序依次执行喷施操作； 6)重复步骤3)-5)的操作， 直至框架式小车(8)从定位轨道(9)一端运动到另。

11、一端， 完成 喷施作业过程。 9.如权利要求8所述的基于机器视觉的对靶喷施试验台的控制方法， 其特征在于： 步骤 2)中， 靶标作物平面面积采用如下公式进行计算： 其中， S1表示靶标作物平面面积， n1表示靶标作物轮廓所包含的像素点数， n0表示图像 总像素点数， S0表示图像实际面积。 10.如权利要求9所述的基于机器视觉的对靶喷施试验台的控制方法， 其特征在于： 步 骤3)中， 喷头所需移动的高度距离采用如下方式进行计算： 喷头喷雾覆盖面面积满足下式： S2h2*tan( /2)2* 其中， S2表示喷头喷雾覆盖面面积， h2表示喷头中心孔距靶标作物中心点高度， 为实心 圆锥雾喷头的喷雾。

12、角， 根据设定的喷头喷雾覆盖面面积S2与靶标作物平面面积S1的比例后， 即S2S1*k， 从而确定h2的值， 即： 已知喷头与相机成像面之间的距离h0， 根据成像深度信息获取靶标作物中心点距离相 机成像面高度h1， 则喷头所需移动的高度距离h3h1-h0-h2。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111397936 A 3 一种基于机器视觉的对靶喷施试验台及控制方法 技术领域 0001 本发明属于农业植保器械领域， 具体涉及一种基于机器视觉的对靶喷施试验台及 控制方法。 背景技术 0002 目前农田喷施作业过程(包括农药、 叶面肥等)中， 大多数都是采用全面喷洒的方 法， 一部分喷洒在目标作物。

13、上， 还有很大一部分则落到了地面上， 不仅造成了资源的浪费， 降低了农药、 叶面肥等的有效利用率， 更对于土壤、 水源等造成了污染。 0003 应用对靶喷施可以减少农药、 叶面肥等雾滴在非靶标区域外的沉积， 同时较低的 喷施高度可以减少雾滴的漂移， 提高有效利用率， 这对于农业、 化肥的减施增效有着重要的 意义。 0004 目前的对靶施药大多数需要在田间进行大量的图像数据采集， 用来建立识别库， 同时在验证对靶施药机具实际工作性能时， 往往都需要在实际的试验田间进行， 测试的对 象作物种类比较单一， 且测试场景受田间环境限制， 难以实现实际作业中环境的多样性与 复杂性。 发明内容 0005 为。

14、了解决上述问题， 通过农药、 叶面肥等对靶喷施来提高药液有效利用率， 同时通 过模拟不同的田间环境来提高对靶机构的工作性能， 本发明提供一种基于机器视觉的对靶 喷施试验台及控制方法。 0006 为实现上述目的， 本发明采用以下技术方案： 0007 一种基于机器视觉的对靶喷施试验台， 其特征在于， 包括： 靶标作物识别与三维信 息获取装置、 喷头位置调节装置、 药液喷施装置、 田间场景模拟装置和工控机； 所述田间场 景模拟装置上承载着靶标作物识别与三维信息获取装置、 喷头位置调节装置和药液喷施装 置； 所述靶标作物识别与三维信息获取装置用于全局图像采集、 靶标作物识别定位以及三 维信息获取； 所。

15、述工控机根据靶标作物识别定位以及三维信息确定出喷头需要到达的位 置， 通过喷头位置调节装置将喷头运送到指定的位置， 并由药液喷施装置执行喷施操作。 0008 为优化上述技术方案， 采取的具体措施还包括： 0009 进一步地， 所述田间场景模拟装置包括框架式小车、 定位轨道和作物布局沙盘， 所 述框架式小车沿着定位轨道前进， 所述定位轨道的宽度、 长度可调， 框架式小车的前进速度 和轮距可调， 所述作物布局沙盘是由不同作物构成的模拟农田沙盘， 布置在定位轨道两侧 之间。 0010 进一步地， 所述喷头位置调节装置由三自由度的并联机械手执行机构构成， 所述 并联机械手执行机构包括机械手控制器、 机。

16、械手主动臂、 机械手从动臂、 机械手伺服电机和 喷头固定安装块； 所述机械手控制器周围设有一圈并联机械手挂载固定孔， 用于将并联机 械手执行机构固定在框架式小车的顶部框架内侧； 围绕机械手控制器底部还均匀地布置有 说明书 1/6 页 4 CN 111397936 A 4 多个机械手伺服电机， 每个机械手伺服电机都配对有独立的机械手主动臂和机械手从动 臂， 所述机械手伺服电机的输出轴与机械手主动臂一端相连， 机械手主动臂另一端与机械 手从动臂一端铰接， 机械手从动臂另一端与喷头固定安装块铰接， 所述喷头固定安装块同 时与多个机械手从动臂相连； 机械手控制器控制各机械手伺服电机的转动， 从而驱动各。

17、机 械手主动臂和各机械手从动臂将固定在喷头固定安装块上的喷头运送到喷洒位置。 0011 进一步地， 所述靶标作物识别与三维信息获取装置由深度相机构成， 安装于框架 式小车上， 深度相机的安装高度与机械手控制器中心保持一致， 同时机械手控制器中心与 深度相机中心的连线与框架式小车的行进方向保持平行。 0012 进一步地， 所述深度相机首先获取图像中不同对象的轮廓信息和颜色信息， 用于 靶标作物的识别， 同时获取靶标作物各个部分距离深度相机的距离， 用于获得靶标作物的 三维信息； 在完成靶标作物的识别后， 提取靶标作物的平面坐标信息， 进行中心点的确认， 同时计算出靶标作物在竖直方向上的投影面积，。

18、 利用获取的三维信息， 计算出靶标作物的 平均高度。 0013 进一步地， 所述药液喷施装置包括水泵、 药箱和喷头， 药液喷施装置由恒压阀和电 磁阀控制， 压力可调的恒压阀安装于水泵的出水端， 水泵的出水端与喷头相连， 用于将药箱 中的药液运送至喷头； 电磁阀安装在喷头的入口处， 电磁阀为常闭状态， 当并联机械手执行 机构将喷头运送到喷洒位置时， 电磁阀执行一次打开操作， 完成喷施后电磁阀关闭。 0014 进一步地， 所述工控机连接有显示屏幕。 0015 此外， 本发明还提出了一种如上所述的基于机器视觉的对靶喷施试验台的控制方 法， 其特征在于， 包括如下步骤： 0016 1)首先确定需要被喷。

19、施的靶标作物， 深度相机在靶标作物的生长田间环境中进行 图像的采集， 采集的内容包括以相机安装位为视角的靶标作物图像、 其他作物图像以及多 种作物混合图像； 0017 2)深度相机基于采集的图像完成靶标作物的识别后， 提取靶标作物的平面坐标信 息， 进行中心点的确认， 同步进行其平面面积与高度信息的提取， 建立识别与定位模型， 并 将这一模型嵌入至工控机中， 用于给并联机械手执行机构的执行提供坐标指令； 0018 3)工控机将靶标作物的中心点位置转换为以机械手控制器安装中心为坐标原点 的坐标系坐标， 框架式小车运动方向为x轴方向， 在机械手控制器安装面上， 垂直于运动方 向为y轴方向， 垂直于。

20、安装面向下为z轴方向； 结合靶标作物的生长面积以及所用喷头的喷 雾角信息， 计算出喷洒覆盖靶标作物所需的喷头高度， 同时将框架式小车的运动速度进行 实时反馈， 作为速度补偿， 从而用以引导并联机械手执行机构将喷头送至指定位置； 0019 4)在将喷头运送至指定位置后， 通过PWM控制器， 控制电磁阀的开放时间， 完成一 次喷施操作； 0020 5)如果一次图像采集有多个靶标作物， 则按照靶标作物中心在x方向上距离图像 边缘的距离进行编号， 按照编号顺序依次执行喷施操作； 0021 6)重复步骤3)-5)的操作， 直至框架式小车从定位轨道一端运动到另一端， 完成喷 施作业过程。 0022 进一步。

21、地， 步骤2)中， 靶标作物平面面积采用如下公式进行计算： 说明书 2/6 页 5 CN 111397936 A 5 0023 0024 其中， S1表示靶标作物平面面积， n1表示靶标作物轮廓所包含的像素点数， n0表示 图像总像素点数， S0表示图像实际面积。 0025 进一步地， 步骤3)中， 喷头所需移动的高度距离采用如下方式进行计算： 0026 喷头喷雾覆盖面面积满足下式： 0027 S2h2*tan( /2)2* 0028 其中， S2表示喷头喷雾覆盖面面积， h2表示喷头中心孔距靶标作物中心点高度， 为 实心圆锥雾喷头的喷雾角， 根据设定的喷头喷雾覆盖面面积S2与靶标作物平面面积。

22、S1的比 例k， 即S2S1*k， 从而确定h2的值， 即： 0029 0030 已知喷头与相机成像面之间的距离h0， 根据成像深度信息获取靶标作物中心点距 离相机成像面高度h1， 则喷头所需移动的高度距离h3h1-h0-h2。 0031 本发明的有益效果是： 本发明采用基于深度学习的深度相机机器视觉进行靶标作 物的识别定位， 可以同时获得靶标作物的三维信息， 从而精准指导喷头的空间位置， 可以有 效提高喷施质量与效果； 采用并联机械手作为喷头位置运动装置， 其定位精度高， 运行速度 快， 平稳度高， 可以精准快速的完成喷头位置的传送； 采用可调小车轮距与轨道间距， 可以 模拟不同种植模式下的。

23、田间环境， 同时采用沙盘作物种植方式， 可以进行实现不同的靶标 作物与非靶标作物的布局， 可模拟的场景多， 操作简易， 降低了田间试验的难度， 同时可以 通过不同场景对整个系统进行训练调参， 来提高运行的速度与准确性。 附图说明 0032 图1为一种基于机器视觉的对靶喷施试验台整体结构示意图。 0033 图2为并联机械手执行机构示意图。 0034 图3为田间场景模拟沙盘示意图。 0035 图4为对靶喷施试验台控制系统示意图。 0036 图5为对靶喷施试验台控制方法工作流程图。 0037 图6为喷头位置调节示意图。 0038 附图标记如下： 1-显示屏幕， 用于进行机构可视化控制设置与过程监控；。

24、 2-工控 机， 用以接收相机图像的接收、 处理以及控制命令的发出； 3-水泵； 4-药箱； 5-进行对象识 别、 定位的深度相机； 6-并联机械手执行机构； 7-喷头； 8-框架式小车， 用以挂载并联机械手 并实现前进操作； 9-定位轨道； 10-作物布局沙盘； 11-并联机械手挂载固定孔； 12-机械手控 制器； 13-机械手主动臂； 14-机械手从动臂； 15-机械手伺服电机； 16-喷头固定安装块。 具体实施方式 0039 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。 0040 如图1所示的基于机器视觉的对靶喷施试验台， 主要包括由深度相机5构成的靶标 作物识别与三维信息获取装置(机器视觉。

25、部分)、 三自由度并联机械手执行机构6构成的喷 头位置调节装置、 由恒压阀-电磁阀控制的药液喷施装置和田间场景模拟装置。 说明书 3/6 页 6 CN 111397936 A 6 0041 由深度相机5构成的靶标作物识别与三维信息获取装置， 安装于框架式小车8上， 安装高度与并联机械手执行机构6的机械手控制器12中心保持一致， 同时机械手控制器12 中心与深度相机5中心构成的直线与小车行进方向保持平行。 该相机主要用于全局图像采 集、 靶标作物识别定位以及三维信息获取。 使用深度相机5作为图像采集装置， 可以同时获 得图像中不同对象的轮廓信息， 还可以获取对象各个部分距离相机的距离。 基于图像。

26、信息 的靶标作物识别主要基于大量的图像数据的采集、 图像预处理、 对象作物分类、 识别特征选 取， 通过大量的数据积累， 采用深度学习的方法， 通过验证不同的识别算法来提高识别的准 确性， 完成识别模型的建立后将模型用于机械手执行器的位置定位， 从而将喷头运送到靶 标作物处进行下一步喷施操作。 0042 采用深度相机5作为图像处理装置， 不仅可以获取图像中各个对象的轮廓、 颜色信 息用于进行靶标作物的识别， 同时可以获得靶标作物的三维信息。 在完成靶标作物的识别 后， 首先提取该作物的平面坐标信息， 进行中心点的确认， 同时计算出该作物的竖直方向上 的投影面积， 利用相机获取的三维信息， 计算。

27、出该作物的平均高度。 这些数据用来结合喷头 的喷雾角以及喷雾覆盖面积， 从而确定喷头在高度坐标上应该距作物中心点的高度信息， 从而结合作物的中心点的平面坐标信息， 确定出喷头7(终端执行器)的需要到达的位置， 同 时将框架式小车8的运动速度作为前馈， 并最终通过并联机械手执行机构6将喷头7运送到 指定的位置并执行喷施操作。 0043 三自由度并联机械手执行机构6安装于框架式小车8上， 喷头7安装于机械手执行 器端， 机械手结构尺寸在选择上必须保证其平面的活动范围可以覆盖靶标作物在一个种植 行或多个种植行上的种植范围， 具体视实际情况而定， 可通过配置多个机械手来扩大终端 执行器的覆盖范围。 单。

28、个终端执行器的覆盖范围需与深度相机5的图像覆盖范围保持一致， 避免遗漏靶标作物或者出现难以到达的位置。 0044 并联机械手执行机构6的具体结构如图2所示， 包括机械手控制器12、 机械手主动 臂13、 机械手从动臂14、 机械手伺服电机15和喷头固定安装块16。 机械手控制器12周围设有 一圈并联机械手挂载固定孔11， 用于将并联机械手执行机构6固定在框架式小车8的顶部框 架内侧。 围绕机械手控制器12底部还均匀地布置有多个机械手伺服电机15， 每个机械手伺 服电机15都配对有独立的机械手主动臂13和机械手从动臂14， 机械手伺服电机15的输出轴 与机械手主动臂13一端相连， 机械手主动臂1。

29、3另一端与机械手从动臂14一端铰接， 机械手 从动臂14另一端与喷头固定安装块16铰接， 喷头固定安装块16同时与多个机械手从动臂14 相连。 机械手控制器12控制各机械手伺服电机15的转动， 从而驱动各机械手主动臂13和各 机械手从动臂14将固定在喷头固定安装块16上的喷头7运送到喷洒位置。 0045 恒压阀-电磁阀控制的药液喷施装置， 包括水泵3、 药箱4和喷头7， 压力可调的恒压 阀安装于水泵3的出水端， 从而保证喷头7管路内水压恒定。 水泵3的出水端与喷头7相连， 用 于将药箱4中的药液运送至喷头7。 电磁阀安装在喷头7的入口处， 电磁阀为常闭状态， 当并 联机械手执行机构6将喷头7运。

30、送到喷洒位置时， 电磁阀执行一次打开操作， 打开时间视实 际状况而定， 完成喷施后关闭电磁阀， 直到喷头7被运送至下一个喷洒位置时重新执行喷施 操作。 电磁阀的开关由PWM控制器控制， 通过改变脉冲宽度来改变阀的打开时间。 0046 田间场景模拟装置， 主要包括： 1)前进速度可调的框架式小车8， 用以搭载药箱4、 工控机2、 显示器1、 并联机械手执行机构6等构成的整个喷施系统， 小车轮距可调； 2)定位轨 说明书 4/6 页 7 CN 111397936 A 7 道9， 轨道宽度、 长度可调； 3)由不同作物构成的作物布局沙盘10， 如图3所示， 可以在沙盘每 个小格内按照实际需求布置不同。

31、的作物、 沙土等来模拟田间环境， 作物的种植类型、 摆放位 置可自由调整， 用以对整个系统进行训练与测试。 0047 如图4、 图5所示， 整个系统的运行流程为： 0048 1)首先确定需要被喷施的靶标作物， 在该作物的实际生长田间环境中进行图像的 采集， 采集的内容主要是以相机安装位为视角的靶标作物图像、 其他作物图像以及多种作 物混合图像， 为了提高识别模型的准确度， 采集图像的数据量要充足。 图像处理的流程与一 般对象识别流程一致。 0049 2)在完成靶标作物的识别后， 需同步进行其平面面积与高度信息的提取。 在完成 整个识别与定位模型的建立后， 将这一模型嵌入至工控机2中， 用于给并。

32、联机械手执行机构 6的执行提供坐标指令。 靶标作物平面面积采用如下公式进行计算： 0050 0051 其中， S1表示靶标作物平面面积， n1表示靶标作物轮廓所包含的像素点数， n0表示 图像总像素点数(平面宽度分辨率*平面长度分辨率)， S0表示图像实际面积(完成相机标 定)。 0052 3)在工控机2中将通过深度相机5及识别与定位模型获取的靶标作物的中心点位 置转换为以机械手控制器12中心为坐标原点的坐标系坐标， 框架式小车8运动方向为x轴方 向， 在机械手控制器12安装面上， 垂直于运动方向为y轴方向， 垂直于平台安装面向下为z轴 方向。 结合作物的生长面积以及所用喷头的喷雾角信息， 计。

33、算出喷洒覆盖作物所需的喷头 高度， 同时将框架式小车8的运动速度进行实时反馈， 作为速度补偿， 从而用以引导并联机 械手执行机构6将终端执行器送至指定位置。 结合图6所示， 喷头所需移动的高度距离采用 如下方式进行计算： 0053 喷头喷雾覆盖面面积满足下式： 0054 S2h2*tan( /2)2* 0055 其中， S2表示喷头喷雾覆盖面面积， h2表示喷头中心孔距靶标作物中心点高度， 为 实心圆锥雾喷头的喷雾角， 根据设定的喷头喷雾覆盖面面积S2与靶标作物平面面积S1的比 例k， 即S2S1*k， 从而确定h2的值， 即： 0056 0057 已知喷头与相机成像面之间的距离h0， 根据成。

34、像深度信息获取靶标作物中心点距 离相机成像面高度h1， 则喷头所需移动的高度距离h3h1-h0-h2。 0058 4)在将喷头7运送至指定位置后， 通过PWM控制器， 控制电磁阀的开放时间， 完成一 次喷施操作。 0059 5)如果一次图像采集有多个靶标作物， 则按照作物中心在x方向上距离图像边缘 的距离进行编号， 按照编号顺序依次执行喷施操作。 0060 6)重复3)-5)的操作， 直至框架式小车8从定位轨道9一端运动到另一端， 完成喷施 作业过程。 0061 7)定位轨道9内部的作物布局沙盘10可根据实际需求摆放不同的靶标与非靶标作 物， 同时作物的摆放位置也可以进行随意布置， 从而用来验。

35、证整个系统的准确性与稳定性。 说明书 5/6 页 8 CN 111397936 A 8 0062 8)框架式小车8采用两轮驱动的方式控制， 驱动电机采用伺服电机闭环控制方式， 速度可调， 电机转速可实时反馈。 0063 需要注意的是， 发明中所引用的如 “上” 、“下” 、“左” 、“右” 、“前” 、“后” 等的用语， 亦 仅为便于叙述的明了， 而非用以限定本发明可实施的范围， 其相对关系的改变或调整， 在无 实质变更技术内容下， 当亦视为本发明可实施的范畴。 0064 以上仅是本发明的优选实施方式， 本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例， 凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。 应当指出， 对于本技术领域的 普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰， 应视为本发明的保护 范围。 说明书 6/6 页 9 CN 111397936 A 9 图1 图2 说明书附图 1/4 页 10 CN 111397936 A 10 图3 图4 说明书附图 2/4 页 11 CN 111397936 A 11 图5 说明书附图 3/4 页 12 CN 111397936 A 12 图6 说明书附图 4/4 页 13 CN 111397936 A 13 。