基于叶墙面积的果树施药量模型设计及试验

作     者：薛秀云 许旭锋 李震 洪添胜 谢家兴 陈建泽 宋淑然 Xue Xiuyun;Xu Xufeng;Li Zhen;Hong Tiansheng;Xie Jiaxing;Chen Jianze;Song Shuran

作者机构：华南农业大学电子工程学院广州510642 国家柑橘产业技术体系机械研究室广州510642 广东省山地果园机械创新工程技术研究中心广州510642 华南农业大学工程学院广州510642 广东省农情信息监测工程技术研究中心广州510642 

基　　金：国家自然科学基金(31671591,31971797) 广东省科技计划项目(2017A020208049) 广东省普通高校特色创新项目(2018KTSCX020) 现代农业产业技术体系建设专项(CARS-27) 2018年省级农业科技创新及推广项目(2018LM2163) 广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项资金(2019KJ108) 2019年广东省教育厅特色创新类项目“基于大数据和人工智能的空地一体化荔枝龙眼生长精准管控关键技术研究与应用示范” 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2020年第36卷第2期

页      码：16-22页

摘      要：变量喷雾技术是提高喷雾效果、降低农药使用率的有效手段,而准确的树冠特征参数检测及施药量模型是其关键。为克服果园变量喷雾中果树特征参数检测效率低和对环境要求高的缺陷,该文通过LiDAR(light detection and ranging)检测技术获取表征树冠特征参数的叶墙面积LWA(leaf wall area),并利用图像处理技术计算树冠参数参考值。为了表征树叶密度和LWA对变量喷雾的共同影响效果,研究基于LWA的决策系数KLWA,KLWA由反映果树冠层分区内点云在水平方向平均深度下的分布密度K1和分区内点云分布高度极差占分区高度的比值K2加权决定。通过计算垂直方向各分区内决策系数KLWA,并代入流量函数可得出基于KLWA的施药量计算模型,进一步计算电磁阀PWM占空比并调节水泵和电磁阀的工作状态,使喷头的流量对应冠层各区得到动态调整,实现基于LWA的变量喷雾。利用自制的室外变量喷雾验证装置,进行了多喷头变量喷雾试验,试验结果表明,果树的药液附着率均接近100%,说明基于LWA的变量喷雾模型可实现有效喷雾,与连续喷雾相对比,基于LWA的变量喷雾施药量模型的省药率为68.34%,与纯对靶定量喷雾比,基于LWA的变量喷雾施药量模型的省药率为32.77%。

主 题 词：农药 模型 LiDAR 变量喷雾 决策系数 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 09[农学] 0904[农学-动物医学类] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.02.003

馆 藏 号：203899877...