權(quán)利要求書： 1.一種風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)，其特征在于，包括：二維激光雷達(dá)，所述二維激光雷達(dá)用于采集果樹的靶標(biāo)信息，所述靶標(biāo)信息包括果樹的位置信息、冠層輪廓信息、冠層體積信息及冠層稠密信息；

風(fēng)送裝置，所述風(fēng)送裝置包括風(fēng)箱、風(fēng)機(jī)和出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述風(fēng)箱的一端形成進(jìn)風(fēng)口，另一端形成出風(fēng)口；所述出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝于所述出風(fēng)口；

噴霧裝置，所述噴霧裝置的噴霧端位于所述風(fēng)送裝置的出風(fēng)側(cè)；

控制裝置，所述控制裝置的輸入端通訊連接所述二維激光雷達(dá)，所述控制裝置的輸出端分別通訊連接所述風(fēng)機(jī)與所述出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；

所述控制裝置基于靶標(biāo)信息計(jì)算對(duì)果樹冠層不同位置噴施的藥量，控制噴霧裝置進(jìn)行噴藥；以及基于靶標(biāo)信息計(jì)算風(fēng)送裝置對(duì)果樹冠層不同位置輸送的風(fēng)速與風(fēng)量，對(duì)所述風(fēng)機(jī)與所述出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)控，控制所述風(fēng)送裝置在輸送的風(fēng)量恒定下進(jìn)行風(fēng)速的按需調(diào)控；

所述控制裝置采用如下風(fēng)力調(diào)控模型，通過所述風(fēng)機(jī)和所述出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)聯(lián)合調(diào)控所述風(fēng)送裝置輸送的風(fēng)力；

WindSpeedF(SOUT,Fanspeed)；

在上式中，WindSpeed為所述風(fēng)箱的出風(fēng)口的風(fēng)速；Fanspeed為所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；SOUT為所述風(fēng)箱的出風(fēng)口面積；F為風(fēng)量恒定下，所述風(fēng)送裝置輸送的風(fēng)速分別與所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、出風(fēng)口面積之間的關(guān)系函數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)，其特征在于，還包括：移動(dòng)平臺(tái)；所述移動(dòng)平臺(tái)上安裝所述二維激光雷達(dá)、所述風(fēng)送裝置、所述噴霧裝置及所述控制裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)送裝置的第一端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于底座上，所述風(fēng)送裝置的第二端與所述底座之間通過伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)送裝置包括多個(gè)，并分為兩列排布，兩列所述風(fēng)送裝置的出風(fēng)方向呈背向設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)，其特征在于，所述出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括出風(fēng)調(diào)控單元與翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述出風(fēng)調(diào)控單元包括多個(gè)，且并排分布于所述出風(fēng)口；所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述出風(fēng)調(diào)控單元一一對(duì)應(yīng)，并連接所述出風(fēng)調(diào)控單元，所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通訊連接所述控制裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)，其特征在于，所述出風(fēng)調(diào)控單元包括兩個(gè)擋風(fēng)板，兩個(gè)所述擋風(fēng)板相對(duì)應(yīng)的一邊相鉸接，兩個(gè)所述擋風(fēng)板的另一邊連接所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)，其特征在于，所述噴霧裝置包括多個(gè)噴霧頭，所述噴霧頭用于通過控制閥連通藥箱；

所述出風(fēng)調(diào)控單元與所述噴霧頭一一相對(duì)，并沿所述風(fēng)送裝置的出風(fēng)方向布置。

8.一種如權(quán)利要求1至7任一所述的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)的噴施方法，其特征在于，包括：S1，采集果園中果樹的靶標(biāo)信息和噴霧機(jī)的行駛速度信息，靶標(biāo)信息包括果樹的位置信息、冠層輪廓信息、冠層體積信息及冠層稠密信息；

S2，基于靶標(biāo)信息計(jì)算對(duì)果樹冠層不同位置噴施的藥量，以控制噴霧裝置進(jìn)行噴藥，同時(shí)，基于靶標(biāo)信息計(jì)算風(fēng)送裝置對(duì)果樹冠層不同位置輸送的風(fēng)速與風(fēng)量，對(duì)風(fēng)機(jī)與出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)控，以控制風(fēng)送裝置在輸送的風(fēng)量恒定下進(jìn)行風(fēng)速的按需調(diào)控；

S3，基于噴霧機(jī)的行駛速度信息及果樹的位置信息，對(duì)果樹依次進(jìn)行對(duì)靶噴施作業(yè)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴施方法，其特征在于，

S2進(jìn)一步包括：根據(jù)冠層輪廓信息、冠層體積信息對(duì)果樹的冠層沿水平方向逐列進(jìn)行網(wǎng)格劃分，每一列形成多個(gè)單元網(wǎng)格；

根據(jù)單一列的每個(gè)單元網(wǎng)格的冠層體積信息及冠層稠密信息，計(jì)算對(duì)每一個(gè)單元網(wǎng)格噴施的藥量，以控制單個(gè)噴霧頭向與其對(duì)應(yīng)的單元網(wǎng)格噴藥，同時(shí)，根據(jù)單一列的每個(gè)單元網(wǎng)格的冠層體積信息及冠層稠密信息，計(jì)算對(duì)每一個(gè)單元網(wǎng)格噴施的風(fēng)速，以控制單個(gè)出風(fēng)調(diào)控單元向與其對(duì)應(yīng)的單元網(wǎng)格輸送相應(yīng)的風(fēng)速；

相應(yīng)地，S3進(jìn)一步包括：根據(jù)噴霧機(jī)的行駛速度信息及果樹的位置信息，對(duì)果樹的冠層進(jìn)行逐列對(duì)靶噴施作業(yè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴施方法，其特征在于，

S1中所述采集果園中果樹的靶標(biāo)信息進(jìn)一步包括：

通過二維激光雷達(dá)采集果樹的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取果樹的位置信息及冠層輪廓信息；通過對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)采用冠層輪廓網(wǎng)格化最值算法，以計(jì)算獲取果樹的冠層體積信息；基于二維激光雷達(dá)探測(cè)的指定區(qū)域體積內(nèi)返回的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)與布滿所述指定區(qū)域體積的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的理論個(gè)數(shù)，以獲取果樹的冠層稠密信息。

說明書： 一種風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)及方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)及方法。背景技術(shù)[0002] 果園病蟲害的有效防治可以挽回巨大經(jīng)濟(jì)損失，現(xiàn)有的病蟲害防治方式主要靠化學(xué)農(nóng)藥，據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，果樹一年內(nèi)要噴施農(nóng)藥的次數(shù)為8?15次。隨著人口老齡化程度增加，繁重的噴藥作業(yè)已經(jīng)成為影響果園管理的主要因素。為了克服這一問題，研發(fā)了一些用于果園作業(yè)的機(jī)器人，但是，這些機(jī)器人大多針對(duì)水果的采摘和收獲，用于果園噴藥的機(jī)器人相對(duì)較少。[0003] 果園風(fēng)送噴藥技術(shù)作為一種高效的自動(dòng)化施藥技術(shù)，是通過高速氣流將噴頭霧化的霧滴進(jìn)一步撞擊霧化成細(xì)小均勻的霧滴，以增強(qiáng)霧滴的附著性能，同時(shí)強(qiáng)大的氣流會(huì)翻滾枝葉并裹挾著霧滴穿入靶標(biāo)內(nèi)膛，大大增加了霧滴的貫穿能力。[0004] 近年來，隨著傳感器和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了果園對(duì)靶變量噴霧技術(shù)。果園對(duì)靶變量噴霧包括對(duì)藥量和風(fēng)力的對(duì)靶變量調(diào)控，其中，藥量對(duì)靶變量調(diào)控技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，但是，在風(fēng)力調(diào)控方面的研究較少。對(duì)于現(xiàn)有的具有自動(dòng)對(duì)靶風(fēng)力調(diào)控功能的噴霧機(jī)而言，大多是通過單獨(dú)地調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，或者單獨(dú)地調(diào)節(jié)出風(fēng)面積，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力的調(diào)節(jié)，但是，該單一調(diào)節(jié)方式輸出風(fēng)力的風(fēng)速與風(fēng)量之間存在“強(qiáng)耦合”關(guān)系，這種“強(qiáng)耦合”關(guān)系主要體現(xiàn)在，單獨(dú)調(diào)節(jié)出風(fēng)口面積時(shí)，出風(fēng)口面積減少導(dǎo)致風(fēng)量減小，但風(fēng)速增加，反之風(fēng)量增加風(fēng)速減??；在單獨(dú)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加導(dǎo)致出口的風(fēng)速與風(fēng)量同步增加，反之同步減小。由此，該“強(qiáng)耦合”關(guān)系使得無法實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)速與風(fēng)量的獨(dú)立調(diào)節(jié)。[0005] 然而，在實(shí)際對(duì)果樹進(jìn)行噴施作業(yè)中，不同類型的果樹冠層具有不同的風(fēng)速與風(fēng)量需求，例如：對(duì)于枝葉稠密而體積較小的樹冠而言，一般需要高風(fēng)速低風(fēng)量的風(fēng)力，而對(duì)于枝葉稀疏但體積較大的樹冠而言，則需要低風(fēng)速高風(fēng)量的風(fēng)力。在噴藥過程中，風(fēng)力過小將導(dǎo)致冠層膛內(nèi)沉積不足，過大又會(huì)將藥液吹出冠層，造成農(nóng)藥飄移，帶來農(nóng)田生態(tài)環(huán)境污染。[0006] 由此可見，現(xiàn)有的對(duì)靶噴霧機(jī)在對(duì)果樹進(jìn)行風(fēng)送噴藥時(shí)，由于輸送的風(fēng)力存在風(fēng)速與風(fēng)量間的“強(qiáng)耦合”關(guān)系，從而無法實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送的風(fēng)速與風(fēng)量的獨(dú)立調(diào)節(jié)，難以滿足不同類型的果樹冠層的風(fēng)送噴藥需求，進(jìn)而難以達(dá)到較好的藥物噴施效果。發(fā)明內(nèi)容[0007] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)及方法，用于解決現(xiàn)有的對(duì)靶噴霧機(jī)在對(duì)果樹進(jìn)行風(fēng)送噴藥時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送風(fēng)力的風(fēng)速與風(fēng)量的獨(dú)立調(diào)節(jié)，難以滿足不同類型的果樹冠層的風(fēng)送噴藥需求的問題。[0008] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)，包括：二維激光雷達(dá)，所述二維激光雷達(dá)用于采集果樹的靶標(biāo)信息，所述靶標(biāo)信息包括果樹的位置信息、冠層輪廓信息、冠層體積信息及冠層稠密信息；風(fēng)送裝置，所述風(fēng)送裝置包括風(fēng)箱、風(fēng)機(jī)和出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述風(fēng)箱的一端形成進(jìn)風(fēng)口，另一端形成出風(fēng)口；所述出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝于所述出風(fēng)口；噴霧裝置，所述噴霧裝置的噴霧端位于所述風(fēng)送裝置的出風(fēng)側(cè)；控制裝置，所述控制裝置的輸入端通訊連接所述二維激光雷達(dá)，所述控制裝置的輸出端分別通訊連接所述風(fēng)機(jī)與所述出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。[0009] 其中，還包括：移動(dòng)平臺(tái)；所述移動(dòng)平臺(tái)上安裝所述二維激光雷達(dá)、所述風(fēng)送裝置、所述噴霧裝置及所述控制裝置。[0010] 其中，所述風(fēng)送裝置的第一端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于底座上，所述風(fēng)送裝置的第二端與所述底座之間通過伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接。[0011] 其中，所述風(fēng)送裝置包括多個(gè)，并分為兩列排布，兩列所述風(fēng)送裝置的出風(fēng)方向呈背向設(shè)置。[0012] 其中，所述出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括出風(fēng)調(diào)控單元與翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述出風(fēng)調(diào)控單元包括多個(gè)，且并排分布于所述出風(fēng)口；所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述出風(fēng)調(diào)控單元一一對(duì)應(yīng)，并連接所述出風(fēng)調(diào)控單元，所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通訊連接所述控制裝置。[0013] 其中，所述出風(fēng)調(diào)控單元包括兩個(gè)擋風(fēng)板，兩個(gè)所述擋風(fēng)板相對(duì)應(yīng)的一邊相鉸接，兩個(gè)所述擋風(fēng)板的另一邊連接所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。[0014] 其中，所述噴霧裝置包括多個(gè)噴霧頭，所述噴霧頭用于通過控制閥連通藥箱；所述出風(fēng)調(diào)控單元與所述噴霧頭一一相對(duì)，并沿所述風(fēng)送裝置的出風(fēng)方向布置。[0015] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種如上所述的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)的噴施方法，包括：S1，采集果園中果樹的靶標(biāo)信息和噴霧機(jī)的行駛速度信息，靶標(biāo)信息包括果樹的位置信息、冠層輪廓信息、冠層體積信息及冠層稠密信息；S2，基于靶標(biāo)信息計(jì)算對(duì)果樹冠層不同位置噴施的藥量，以控制噴霧裝置進(jìn)行噴藥，同時(shí)，基于靶標(biāo)信息計(jì)算風(fēng)送裝置對(duì)果樹冠層不同位置輸送的風(fēng)速與風(fēng)量，對(duì)風(fēng)機(jī)與出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)控，以控制風(fēng)送裝置在輸送的風(fēng)量恒定下進(jìn)行風(fēng)速的按需調(diào)控；S3，基于噴霧機(jī)的行駛速度信息及果樹的位置信息，對(duì)果樹依次進(jìn)行對(duì)靶噴施作業(yè)。[0016] 其中，S2進(jìn)一步包括：根據(jù)冠層輪廓信息、冠層體積信息對(duì)果樹的冠層沿水平方向逐列進(jìn)行網(wǎng)格劃分，每一列形成多個(gè)單元網(wǎng)格；根據(jù)單一列的每個(gè)單元網(wǎng)格的冠層體積信息及冠層稠密信息，計(jì)算對(duì)每一個(gè)單元網(wǎng)格噴施的藥量，以控制單個(gè)噴霧頭向與其對(duì)應(yīng)的單元網(wǎng)格噴藥，同時(shí)，根據(jù)單一列的每個(gè)單元網(wǎng)格的冠層體積信息及冠層稠密信息，計(jì)算對(duì)每一個(gè)單元網(wǎng)格噴施的風(fēng)速，以控制單個(gè)出風(fēng)調(diào)控單元向與其對(duì)應(yīng)的單元網(wǎng)格輸送相應(yīng)的風(fēng)速；相應(yīng)地，S3進(jìn)一步包括：根據(jù)噴霧機(jī)的行駛速度信息及果樹的位置信息，對(duì)果樹的冠層進(jìn)行逐列對(duì)靶噴施作業(yè)。[0017] 其中，S1中所述采集果園中果樹的靶標(biāo)信息進(jìn)一步包括：通過二維激光雷達(dá)采集果樹的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取果樹的位置信息及冠層輪廓信息；通過對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)采用冠層輪廓網(wǎng)格化最值算法，以計(jì)算獲取果樹的冠層體積信息；基于二維激光雷達(dá)探測(cè)的指定區(qū)域體積內(nèi)返回的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)與布滿所述指定區(qū)域體積的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的理論個(gè)數(shù)，以獲取果樹的冠層稠密信息。[0018] 本發(fā)明實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果之一：[0019] 本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)及方法，可通過二維激光雷達(dá)采集果樹的靶標(biāo)信息，在風(fēng)送裝置及相應(yīng)的噴霧裝置正對(duì)果樹冠層并進(jìn)行風(fēng)送噴霧時(shí)，可基于果樹的靶標(biāo)信息計(jì)算對(duì)果樹噴施的藥量，以控制噴霧裝置進(jìn)行噴藥，并基于果樹的靶標(biāo)信息計(jì)算風(fēng)送裝置對(duì)果樹輸送的風(fēng)速與風(fēng)量，以協(xié)同控制風(fēng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速，控制出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)控出風(fēng)口的出風(fēng)面積，從而控制風(fēng)送裝置輸送恒定的風(fēng)量和不同風(fēng)速的風(fēng)，進(jìn)而可基于噴霧機(jī)的行駛速度信息及果樹的位置信息，對(duì)果園的各個(gè)果樹依次進(jìn)行對(duì)靶噴施作業(yè)。[0020] 由此可見，本發(fā)明所示的噴霧機(jī)在對(duì)果樹進(jìn)行對(duì)靶風(fēng)送噴藥時(shí)，不但可基于果樹的靶標(biāo)信息控制對(duì)果樹對(duì)靶噴施的藥量，而且可基于果樹的靶標(biāo)信息控制對(duì)果樹對(duì)靶噴施的風(fēng)速與風(fēng)量，從而輸送風(fēng)速與風(fēng)量可解耦控制的風(fēng)，克服了傳統(tǒng)的對(duì)果樹進(jìn)行對(duì)靶噴霧時(shí)風(fēng)速與風(fēng)量間存在“強(qiáng)耦合”的問題，滿足了對(duì)不同類型的果樹冠層的風(fēng)送噴藥需求，達(dá)到了較好的藥物噴施效果。附圖說明[0021] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所示的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；[0023] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例所示的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)的右視結(jié)構(gòu)示意圖；[0024] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例所示的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)的控制結(jié)構(gòu)框圖；[0025] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例所示的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)在果園內(nèi)進(jìn)行噴施作業(yè)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0026] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例所示的風(fēng)送噴霧裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0027] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例所示的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)的人機(jī)界面的示意圖；[0028] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例所示的基于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)的噴施方法的流程圖；[0029] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例所示的基于二維激光雷達(dá)獲取的果樹冠層的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以提取果樹冠層的橫向截面的示意圖；[0030] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例所示的基于二維激光雷達(dá)獲取的果樹冠層的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以提取果樹冠層的縱向截面的示意圖；[0031] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例所示的通過連接縱橫向截面輪廓上的點(diǎn)而繪制得到的折線示意圖；[0032] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例所示的噴霧機(jī)向果樹冠層的入口處送風(fēng)的風(fēng)量需求計(jì)算示意圖。[0033] 圖中，1、二維激光雷達(dá)；2、風(fēng)送裝置；21、風(fēng)箱；22、風(fēng)機(jī)；23、出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；231、擋風(fēng)板；232、翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；3、噴霧裝置；31、噴霧頭；32、藥箱；4、控制裝置；5、移動(dòng)平臺(tái)；6、底座；7、伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；8、剪叉式支架。

具體實(shí)施方式[0034] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0035] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。[0036] 參見圖1、圖2及圖5，本實(shí)施例提供了一種風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)，包括：二維激光雷達(dá)1，二維激光雷達(dá)1用于采集果樹的靶標(biāo)信息，靶標(biāo)信息包括果樹的位置信息、冠層輪廓信息、冠層體積信息及冠層稠密信息；速度檢測(cè)裝置，速度檢測(cè)裝置用于采集噴霧機(jī)的行駛速度信息；風(fēng)送裝置2，風(fēng)送裝置2包括風(fēng)箱21、風(fēng)機(jī)22和出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23；風(fēng)箱21的一端形成進(jìn)風(fēng)口，另一端形成出風(fēng)口；出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23安裝于出風(fēng)口；噴霧裝置3，噴霧裝置3的噴霧端位于風(fēng)送裝置2的出風(fēng)側(cè)；控制裝置4，控制裝置4的輸入端通訊連接二維激光雷達(dá)1與速度檢測(cè)裝置，控制裝置4的輸出端分別通訊連接風(fēng)機(jī)22與出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23。[0037] 具體的，本實(shí)施例所示的噴霧機(jī)，可通過二維激光雷達(dá)1采集果樹的靶標(biāo)信息，在風(fēng)送裝置2及相應(yīng)的噴霧裝置3正對(duì)果樹冠層并進(jìn)行風(fēng)送噴霧時(shí)，可基于果樹的靶標(biāo)信息計(jì)算對(duì)果樹噴施的藥量，以控制噴霧裝置3進(jìn)行噴藥，并基于果樹的靶標(biāo)信息計(jì)算風(fēng)送裝置2對(duì)果樹輸送的風(fēng)速與風(fēng)量，以協(xié)同控制風(fēng)機(jī)22輸出的轉(zhuǎn)速，控制出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23調(diào)控出風(fēng)口的出風(fēng)面積，從而控制風(fēng)送裝置2輸送恒定的風(fēng)量和不同風(fēng)速的風(fēng)，進(jìn)而可基于噴霧機(jī)的行駛速度信息及果樹的位置信息，對(duì)果園的各個(gè)果樹依次進(jìn)行對(duì)靶噴施作業(yè)。[0038] 由此可見，本實(shí)施例所示的噴霧機(jī)在對(duì)果樹進(jìn)行對(duì)靶風(fēng)送噴藥時(shí)，不但可基于果樹的靶標(biāo)信息控制對(duì)果樹對(duì)靶噴施的藥量，而且可基于果樹的靶標(biāo)信息控制對(duì)果樹對(duì)靶噴施的風(fēng)速與風(fēng)量，以輸送風(fēng)速與風(fēng)量可解耦控制的風(fēng)流，克服了傳統(tǒng)的對(duì)果樹進(jìn)行對(duì)靶噴霧時(shí)風(fēng)速與風(fēng)量間存在“強(qiáng)耦合”的問題，滿足了對(duì)不同類型的果樹冠層的風(fēng)送噴藥需求，達(dá)到了較好的藥物噴施效果。[0039] 由此，本實(shí)施例所示的噴霧機(jī)自動(dòng)化程度高，可適用于果園內(nèi)不同種類、不同高度的果樹的噴施作業(yè)，大幅度降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。[0040] 如圖1所示，本實(shí)施例所示的二維激光雷達(dá)1、速度檢測(cè)裝置、風(fēng)送裝置2、噴霧裝置3及控制裝置4均安裝于移動(dòng)平臺(tái)5上，移動(dòng)平臺(tái)5可采用本領(lǐng)域所公知的履帶行走機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)果園復(fù)雜的行走路況，從而便于對(duì)果樹進(jìn)行藥物的對(duì)靶噴施，其中，二維激光雷達(dá)1可通過可調(diào)節(jié)支架安裝于移動(dòng)平臺(tái)5上，從而基于對(duì)二維激光雷達(dá)1安裝高度的調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同高度的果樹的靶標(biāo)信息的采集。

[0041] 本實(shí)施例所示的二維激光雷達(dá)1依據(jù)激光脈沖時(shí)間飛行原理(Time?of?Flight)，實(shí)現(xiàn)對(duì)果樹(目標(biāo)物)的非接觸式測(cè)距，以獲得果樹的特征點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并依據(jù)該特征點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)一步獲取果樹的靶標(biāo)信息。同時(shí)，二維激光雷達(dá)1不僅可用于采集果樹的靶標(biāo)信息，還可用于對(duì)移動(dòng)平臺(tái)5的自主行走提供導(dǎo)航路徑，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)噴藥作業(yè)過程的無人化，如此可節(jié)省人工成本、提高農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)藥對(duì)人員健康的危害。[0042] 本實(shí)施例所示的速度檢測(cè)裝置在圖1中未示意出，速度檢測(cè)裝置既可采用本領(lǐng)域所公知的GPS定位模塊，可通過監(jiān)測(cè)噴霧機(jī)實(shí)時(shí)的位置變化來獲取噴霧機(jī)的行駛速度信息，速度檢測(cè)裝置也可以為本領(lǐng)域所公知的用于直接檢測(cè)噴霧機(jī)速度的測(cè)速傳感器，還可采用編碼器或接近開關(guān)來檢測(cè)噴霧機(jī)相應(yīng)行走裝置(行走輪)的轉(zhuǎn)速，在此不一一列舉。[0043] 與此同時(shí)，如圖3所示，本實(shí)施例所示的控制裝置4可包括工控機(jī)、藥量調(diào)控系統(tǒng)、風(fēng)力調(diào)控系統(tǒng)及行走控制系統(tǒng)，工控機(jī)通過網(wǎng)口通訊連接二維激光雷達(dá)1，并通過CAN總線分別通訊連接藥量調(diào)控系統(tǒng)、風(fēng)力調(diào)控系統(tǒng)及行走控制系統(tǒng)，其中，藥量調(diào)控系統(tǒng)用于基于果樹的冠層體積信息實(shí)現(xiàn)對(duì)噴霧裝置3所噴施的藥量的控制。風(fēng)力調(diào)控系統(tǒng)用于基于果樹的冠層稠密信息實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)送裝置2輸送風(fēng)的風(fēng)速與風(fēng)量的控制。[0044] 另外，基于二維激光雷達(dá)1對(duì)移動(dòng)平臺(tái)5的自主行走所提供的導(dǎo)航路徑，可由行走控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶行走機(jī)構(gòu)的行走位姿的控制，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)噴藥作業(yè)過程的無人化，大幅度節(jié)省人工成本、提高農(nóng)藥利用率和減少農(nóng)藥對(duì)人員健康的危害。其中，履帶行走機(jī)構(gòu)安裝于履帶車上，履帶行走機(jī)構(gòu)相應(yīng)的行走控制系統(tǒng)包括履帶行走控制器，可基于角度傳感器監(jiān)測(cè)履帶車行走時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度，并通過速度傳感器監(jiān)測(cè)履帶車上行進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，來監(jiān)測(cè)履帶車的行進(jìn)速度，從而履帶行走控制器可基于該偏轉(zhuǎn)角度與行進(jìn)速度，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)時(shí)控制履帶車的行走位姿。[0045] 另外，對(duì)于噴霧裝置3而言，噴霧裝置3的噴霧端既可以分離的方式設(shè)置于風(fēng)送裝置2的出風(fēng)側(cè)，也可將其噴霧端直接安裝于風(fēng)送裝置2的出風(fēng)側(cè)。該噴霧裝置3可通過控制其噴霧端噴藥的流量，來實(shí)現(xiàn)對(duì)噴施的藥量的控制。本實(shí)施例所示的噴霧機(jī)在基于風(fēng)送裝置2的風(fēng)機(jī)22來控制送風(fēng)的風(fēng)速與風(fēng)量的同時(shí)，還可結(jié)合出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23對(duì)風(fēng)箱21相應(yīng)出風(fēng)面積的調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)果樹輸送可單獨(dú)調(diào)節(jié)的風(fēng)速與風(fēng)量。由此，在實(shí)際送風(fēng)時(shí)，對(duì)于樹冠大、枝葉稀疏的果樹冠層而言，可控制風(fēng)送裝置2輸出大風(fēng)量、小風(fēng)速的風(fēng)，而對(duì)于樹冠小、枝葉稠密的果樹冠層而言，可控制風(fēng)送裝置2輸出小風(fēng)量、大風(fēng)速的風(fēng)，從而可適用于對(duì)不同類型的果樹冠層的風(fēng)送噴藥，以確保將藥物均勻地輸送至果樹冠層的各個(gè)區(qū)域。[0046] 優(yōu)選地，如圖2與圖5所示，本實(shí)施例中風(fēng)送裝置2的第一端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于底座6上，風(fēng)送裝置2的第二端與底座6之間通過伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7相連接，其中，伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7可選用液壓缸、氣缸及電動(dòng)推桿當(dāng)中的任一種，并且，可在底座6上安裝距離傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)送裝置2相對(duì)其第一端的翻轉(zhuǎn)角度，從而控制裝置4可基于距離傳感器所監(jiān)測(cè)的信息，對(duì)伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的伸縮量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。[0047] 具體的，由于在果樹的不同生長(zhǎng)期均要進(jìn)行相應(yīng)的藥物噴施，而果樹在不同的生長(zhǎng)期的高度不相同，果樹冠層的形態(tài)也不相同，同時(shí)在不同地形條件下，果樹相對(duì)于風(fēng)送裝置2對(duì)藥物風(fēng)送的高度也不相同，為了滿足對(duì)不同高度果樹的藥物噴施要求，本實(shí)施例將風(fēng)送裝置2的第一端與底座6相鉸接，并將風(fēng)送裝置2的第二端鉸接電動(dòng)推桿的底座，電動(dòng)推桿的伸縮端與底座6的相應(yīng)端鉸接。由此，控制裝置4可基于距離傳感器所采集到的風(fēng)送裝置2偏離于底座6的距離信息，以控制伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7(電動(dòng)推桿)的伸縮量，從而在伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的伸縮端進(jìn)行伸縮動(dòng)作時(shí)，可驅(qū)動(dòng)風(fēng)送裝置2相對(duì)于其第一端翻轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，以此可確保風(fēng)送裝置2能夠?qū)m應(yīng)于不同高度的果樹進(jìn)行對(duì)靶噴施作業(yè)。[0048] 進(jìn)一步的，為了確保風(fēng)送裝置2進(jìn)行翻轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性與可靠性，本實(shí)施例還可進(jìn)一步設(shè)計(jì)剪叉式支架8，將剪叉式支架8的底部連接底座6，剪叉式支架8的頂部與風(fēng)送裝置2活動(dòng)連接，從而在風(fēng)送裝置2進(jìn)行朝向遠(yuǎn)離于底座6的翻轉(zhuǎn)時(shí)，剪叉式支架8可適應(yīng)性地展開，在風(fēng)送裝置2進(jìn)行朝向靠近于底座6的翻轉(zhuǎn)時(shí)，剪叉式支架8可適應(yīng)性地回縮，并在此過程中對(duì)風(fēng)送裝置2提供輔助支撐。[0049] 優(yōu)選地，本實(shí)施例中風(fēng)送裝置2包括多個(gè)，并分為兩列排布，相應(yīng)地，在每個(gè)風(fēng)送裝置2的出風(fēng)側(cè)均設(shè)置噴霧裝置3的噴霧端，并設(shè)置噴霧端的噴施方向與相應(yīng)的風(fēng)送裝置2的出風(fēng)方向同向，可將兩列風(fēng)送裝置2的出風(fēng)側(cè)背向設(shè)置。[0050] 如圖4所示，由于果園中栽種的果樹通常呈陣列排布，從而在圖4中，以兩側(cè)樹狀圖形對(duì)應(yīng)表示兩列果樹，本實(shí)施例所示的噴霧機(jī)置于兩列果樹之間，并對(duì)果樹實(shí)施對(duì)靶噴施作業(yè)。為了提高對(duì)果樹進(jìn)行對(duì)靶噴施的效率，并縮減設(shè)備成本，本實(shí)施例所示的噴霧機(jī)可將風(fēng)送裝置2具體設(shè)置兩個(gè)，兩個(gè)風(fēng)送裝置2及其相應(yīng)的噴霧裝置3在對(duì)果樹進(jìn)行對(duì)靶噴施藥物時(shí)，對(duì)靶噴施的方向分別朝向移動(dòng)平臺(tái)5的左側(cè)和右側(cè)，從而可實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)左、右兩側(cè)的果樹進(jìn)行對(duì)靶噴施作業(yè)。[0051] 在此應(yīng)指出的是，控制裝置4可基于二維激光雷達(dá)1所探測(cè)到的噴霧機(jī)兩側(cè)的果樹的不同長(zhǎng)勢(shì)，而單獨(dú)控制相應(yīng)側(cè)的風(fēng)送裝置2及噴霧裝置3獨(dú)立進(jìn)行對(duì)靶噴施作業(yè)。[0052] 優(yōu)選地，如圖3及圖5所示，對(duì)于本實(shí)施例所示的風(fēng)送裝置2而言，風(fēng)箱21的外輪廓呈“八”字形，風(fēng)箱21的大頭端形成出風(fēng)口，靠近風(fēng)箱21小頭端的側(cè)壁上形成進(jìn)風(fēng)口。由于相比于軸流風(fēng)機(jī)而言，離心風(fēng)機(jī)在作業(yè)時(shí)可產(chǎn)生較大的風(fēng)速與風(fēng)量，從而本實(shí)施例所示的風(fēng)機(jī)22優(yōu)選為離心風(fēng)機(jī)，該離心風(fēng)機(jī)包括離心風(fēng)輪與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，離心風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于風(fēng)箱21內(nèi)，直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝于風(fēng)箱21的外側(cè)，直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端通過皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接離心風(fēng)輪，且離心風(fēng)輪在風(fēng)箱21內(nèi)的安裝位置與風(fēng)箱21的進(jìn)風(fēng)口相對(duì)應(yīng)。由此，可通過調(diào)節(jié)直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，來實(shí)現(xiàn)對(duì)離心風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)。[0053] 優(yōu)選地，如圖5所示，本實(shí)施例中出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)23包括出風(fēng)調(diào)控單元與翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)232；出風(fēng)調(diào)控單元包括多個(gè)，且并排分布于風(fēng)箱21的出風(fēng)口；翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)232與出風(fēng)調(diào)控單元一一對(duì)應(yīng)，并連接出風(fēng)調(diào)控單元，翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)232通訊連接控制裝置4，其中，出風(fēng)調(diào)控單元包括兩個(gè)擋風(fēng)板231，兩個(gè)擋風(fēng)板231相對(duì)應(yīng)的一邊相鉸接，兩個(gè)擋風(fēng)板231遠(yuǎn)離其鉸接端的另一邊連接翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)232。由此，多個(gè)出風(fēng)調(diào)控單元將風(fēng)箱21的出風(fēng)口分隔成多個(gè)出風(fēng)區(qū)域，控制裝置4可通過控制每個(gè)出風(fēng)調(diào)控單元相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)232，以控制相應(yīng)出風(fēng)區(qū)域的兩個(gè)擋風(fēng)板231的開度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該出風(fēng)區(qū)域風(fēng)速的調(diào)節(jié)。[0054] 相應(yīng)地，在對(duì)風(fēng)箱21的出風(fēng)口相應(yīng)位置的風(fēng)速進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，也可對(duì)每個(gè)風(fēng)機(jī)22配置相應(yīng)的編碼器，風(fēng)力調(diào)控控制器基于果樹相應(yīng)位置的冠層體積信息，對(duì)風(fēng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，以達(dá)到對(duì)風(fēng)箱21的出風(fēng)口相應(yīng)位置的風(fēng)速的調(diào)節(jié)。[0055] 優(yōu)選地，如圖3及圖5所示，本實(shí)施例所示的噴霧裝置3包括多個(gè)噴霧頭31，出風(fēng)調(diào)控單元與噴霧頭31一一相對(duì)，并沿風(fēng)送裝置2的出風(fēng)方向布置。[0056] 具體的，在對(duì)果樹進(jìn)行藥物的對(duì)靶噴施時(shí)，可根據(jù)果樹的冠層輪廓信息、冠層體積信息對(duì)果樹冠層沿水平方向逐列進(jìn)行網(wǎng)格劃分，每一列形成多個(gè)單元網(wǎng)格，將噴霧頭31與每一列相應(yīng)的單元網(wǎng)格一一對(duì)應(yīng)，可根據(jù)單一列的每個(gè)單元網(wǎng)格的體積，計(jì)算對(duì)每一個(gè)單元網(wǎng)格噴施的藥量，由相應(yīng)的噴霧頭31執(zhí)行相應(yīng)的噴施作業(yè)。[0057] 在此，通過將噴霧頭31與出風(fēng)調(diào)控單元一一對(duì)應(yīng)，則在對(duì)相應(yīng)的單元網(wǎng)格進(jìn)行風(fēng)速與風(fēng)量的調(diào)節(jié)時(shí)，可根據(jù)單一列的每個(gè)單元網(wǎng)格的冠層體積信息及冠層稠密信息，通過風(fēng)機(jī)22控制向每個(gè)單元網(wǎng)格輸送的風(fēng)的風(fēng)速，并通過控制出風(fēng)調(diào)控單元的開閉狀態(tài)，來控制向每個(gè)單元網(wǎng)格輸送的風(fēng)的風(fēng)量，對(duì)出風(fēng)調(diào)控單元進(jìn)行開閉控制的操作如下：[0058] 將出風(fēng)調(diào)控單元相應(yīng)的兩個(gè)擋風(fēng)板231相向翻轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)的角度，以打開該噴霧頭31相應(yīng)區(qū)域的出風(fēng)口，從而不會(huì)風(fēng)箱21的出風(fēng)方向造成較大的影響，其中，兩個(gè)擋風(fēng)板231相向翻轉(zhuǎn)90°時(shí)，兩個(gè)擋風(fēng)板231相貼合，以完全打開該噴霧頭31相應(yīng)區(qū)域的出風(fēng)口；而在控制出風(fēng)調(diào)控單元相應(yīng)的兩個(gè)擋風(fēng)板231進(jìn)行相背離的翻轉(zhuǎn)90°并相互展開時(shí)，可閉合該噴霧頭31相應(yīng)出風(fēng)區(qū)域的出風(fēng)口，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)單元網(wǎng)格進(jìn)行輸送的風(fēng)量的控制。

[0059] 如圖5所示，為了確保對(duì)噴霧頭31當(dāng)前出風(fēng)區(qū)域出風(fēng)面積的可靠調(diào)節(jié)，在風(fēng)箱21的出風(fēng)口設(shè)置六個(gè)噴霧頭31，風(fēng)箱21的出風(fēng)口呈立式布置，六個(gè)噴霧頭31在出風(fēng)口處從上往下均勻排布，相應(yīng)地，在風(fēng)箱21內(nèi)設(shè)置有與其出風(fēng)口相應(yīng)的12個(gè)擋風(fēng)板，即兩個(gè)相鄰的擋風(fēng)板231與一個(gè)噴霧頭31相對(duì)應(yīng)。在風(fēng)箱21內(nèi)設(shè)置有與擋風(fēng)板231相對(duì)應(yīng)的固定軸，將兩個(gè)相鄰的擋風(fēng)板231相對(duì)應(yīng)的一邊轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于同一根固定軸上。[0060] 對(duì)于翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)232而言，翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)232包括主動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和從動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，主動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和從動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分布在擋風(fēng)板231沿其相應(yīng)的固定軸方向的相對(duì)側(cè)，且主動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和從動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均具有連桿機(jī)構(gòu)，其中，主動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相應(yīng)的連桿機(jī)構(gòu)的一端與擋風(fēng)板231遠(yuǎn)離其固定軸的一邊相鉸接，該連桿機(jī)構(gòu)的另一端連接舵機(jī)的輸出端，舵機(jī)安裝于擋風(fēng)板231相應(yīng)側(cè)的風(fēng)箱21上，從動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相應(yīng)的連桿機(jī)構(gòu)的一端與擋風(fēng)板231遠(yuǎn)離其固定軸的一邊相鉸接，該連桿機(jī)構(gòu)的另一端與擋風(fēng)板231相應(yīng)側(cè)的風(fēng)箱21轉(zhuǎn)動(dòng)連接。[0061] 如圖3與圖5所示，由于每個(gè)風(fēng)送裝置2相應(yīng)風(fēng)箱21內(nèi)設(shè)置有與其出風(fēng)口相應(yīng)的12個(gè)擋風(fēng)板，從而每個(gè)風(fēng)送裝置2共計(jì)配置有12路舵機(jī)，可對(duì)每路舵機(jī)均配置一個(gè)編碼器。在對(duì)風(fēng)箱21的出風(fēng)口的相應(yīng)位置的出風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)于各個(gè)擋風(fēng)板231而言，風(fēng)力調(diào)控控制器可基于編碼器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與該擋風(fēng)板231相應(yīng)的舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并根據(jù)果樹相應(yīng)位置的冠層體積信息及冠層稠密信息，控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度，從而驅(qū)動(dòng)擋風(fēng)板231翻轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度。[0062] 與此同時(shí)，對(duì)于本實(shí)施例所示的噴霧頭31而言，噴霧頭31用于通過控制閥連通藥箱32，控制閥可采用電磁閥。藥量調(diào)控系統(tǒng)包括噴藥控制器，噴藥控制器基于果樹的冠層體積信息及冠層稠密信息，計(jì)算噴霧頭31所需噴施的藥量，并基于流量傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的經(jīng)過電磁閥的藥液的流量信息，從而通過固態(tài)繼電器控制電磁閥的通斷狀態(tài)，其中，在實(shí)際控制操作中，噴藥控制器具體可通過PWM驅(qū)動(dòng)電路控制電磁閥通斷的頻率，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)噴霧頭31噴施藥量的控制，從而可基于多個(gè)噴霧頭31實(shí)現(xiàn)對(duì)果樹不同位置的藥量的精準(zhǔn)控制。[0063] 在對(duì)藥量噴施控制的過程中，噴藥控制器進(jìn)一步通過隔膜泵和壓力傳感器對(duì)藥箱32輸出的藥液進(jìn)行PID恒壓控制，具體的，藥箱32依次通過隔膜泵和調(diào)壓閥向噴霧頭31提供藥液，在隔膜泵的進(jìn)口安裝過濾器，在隔膜泵的出口安裝壓力傳感器，調(diào)壓閥為三通閥，從而調(diào)壓閥還通過回流管連通藥箱32。在壓力傳感器監(jiān)測(cè)到隔膜泵的出口壓力過高時(shí)，調(diào)壓閥還通過回流管將一部分藥液返回至藥箱32，以控制噴霧頭31輸送藥液的壓力的恒定，從而在噴霧頭31輸送藥液壓力恒定的情況下，也可便于實(shí)現(xiàn)對(duì)噴霧頭31噴施藥量的精確控制。

[0064] 另外，如圖6所示，本實(shí)施例還基于噴霧機(jī)的工作過程，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的人機(jī)界面。通過該人機(jī)界面，可進(jìn)行通訊參數(shù)、果樹行距、傳感器安裝高度、傳感器與噴霧裝置間距的設(shè)置，可在人機(jī)界面上實(shí)時(shí)顯示上述實(shí)施例所示的多個(gè)單元網(wǎng)格相應(yīng)的網(wǎng)格化密度，并顯示噴霧機(jī)的作業(yè)速度、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、出風(fēng)口面積、風(fēng)速大小、風(fēng)量大小及風(fēng)箱傾斜角的大小，還可以通過該人機(jī)界面完成機(jī)具的通訊設(shè)置、速度校準(zhǔn)、連接激光雷達(dá)、開始作業(yè)和停止作業(yè)等功能。[0065] 如圖7所示，本實(shí)施例還提供一種基于如上所述的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與出風(fēng)面積聯(lián)合調(diào)節(jié)的對(duì)靶噴霧機(jī)的噴施方法，包括：S1，采集果園中果樹的靶標(biāo)信息和噴霧機(jī)的行駛速度信息，靶標(biāo)信息包括果樹的位置信息、冠層輪廓信息、冠層體積信息及冠層稠密信息；S2，基于靶標(biāo)信息計(jì)算對(duì)果樹冠層不同位置噴施的藥量，以控制噴霧裝置進(jìn)行噴藥，同時(shí)，基于靶標(biāo)信息計(jì)算風(fēng)送裝置對(duì)果樹冠層不同位置輸送的風(fēng)速與風(fēng)量，對(duì)風(fēng)機(jī)與出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)控，以控制風(fēng)送裝置在輸送的風(fēng)量恒定下進(jìn)行風(fēng)速的按需調(diào)控；S3，基于噴霧機(jī)的行駛速度信息及果樹的位置信息，對(duì)果樹依次進(jìn)行對(duì)靶噴施作業(yè)。[0066] 具體的，本實(shí)施例可在步驟S1中基于二維激光雷達(dá)獲取獲得果樹的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)該點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取果樹的位置信息及冠層輪廓信息；通過對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)采用冠層輪廓網(wǎng)格化最值算法，以計(jì)算獲取果樹的冠層體積信息；基于二維激光雷達(dá)探測(cè)的指定區(qū)域體積內(nèi)返回的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)與布滿所述指定區(qū)域體積的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的理論個(gè)數(shù)，以獲取果樹的冠層稠密信息。[0067] 其中，本實(shí)施例所示的冠層輪廓網(wǎng)格化最值算法如下所示：[0068] 基于果樹的冠層相應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，獲取果樹冠層輪廓，果樹冠層輪廓是果樹冠層的外包絡(luò)線的集合，包含冠層幾何特征參數(shù)的全部信息，由冠層不同位置的最外緣點(diǎn)連接組成。在此，對(duì)果樹冠層輪廓分別沿橫向和縱向以預(yù)設(shè)的取點(diǎn)間距進(jìn)行網(wǎng)格化層，例如：在取點(diǎn)間距為0.1m時(shí)，相應(yīng)的各個(gè)網(wǎng)格單元的大小為0.1m×0.1m，其中，網(wǎng)格單元坐標(biāo)，y方向?yàn)閲婌F機(jī)的行走方向，z方向?yàn)楣麡涔趯拥母叨确较?，x方向?yàn)楣麡涔趯拥暮穸戎赶颍瑇方向也為噴霧機(jī)水平朝向果樹的方向，并垂直于y方向。[0069] 如圖8所示，基于二維激光雷達(dá)1獲取的果樹冠層的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過提取不同冠層高度的截面可獲得冠層的橫向截面，圖8中與二維激光雷達(dá)1相對(duì)應(yīng)的半邊樹狀輪廓區(qū)域表示本實(shí)施例所提取的冠層的橫向截面。[0070] 如圖9所示，基于二維激光雷達(dá)1獲取的果樹冠層的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過提取不同水平探測(cè)位置截面獲得冠層的縱向截面。在圖9中，橫向網(wǎng)格線表示橫向輪廓提取線，縱向網(wǎng)格線表示縱向輪廓提取線，橫向網(wǎng)格線與縱向網(wǎng)格線的交點(diǎn)表示輪廓點(diǎn)，且圖9中的樹狀輪廓區(qū)域表示本實(shí)施例所提取的冠層的縱向截面。[0071] 如圖10所示，通過連接縱橫向截面輪廓上的點(diǎn)，繪制折線圖，得到冠層縱橫向截面輪廓。圖10中，坐標(biāo)y表示噴霧機(jī)的行走方向，單位為m；坐標(biāo)x表示果樹冠層的厚度指向，單位為m；坐標(biāo)z為果樹冠層的高度方向，取值為1.33m。[0072] 由此，在去除冠層輪廓厚度為0m的點(diǎn)后，根據(jù)梯形面積法計(jì)算相鄰坐標(biāo)點(diǎn)之間面積并累加，計(jì)算截面面積，并根據(jù)獲得的冠層截面面積乘以截面的提取間距累加獲得冠層體積，其具體公式如下所示：[0073][0074] 與此同時(shí)，可將二維激光雷達(dá)探測(cè)到的指定區(qū)域體積內(nèi)返回的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)除以布滿所述指定區(qū)域體積的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的理論個(gè)數(shù)，并結(jié)合相應(yīng)的換算系數(shù)，以獲取果樹的冠層稠密信息，其原理如下：[0075] 傳統(tǒng)農(nóng)藥噴施的目標(biāo)是將藥劑均勻地噴灑到每一片葉片上，即施藥量q是關(guān)于葉片面積s的函數(shù)，即q＝f(s)，但是，由于葉片數(shù)量繁多且存在部分遮擋，通過無損測(cè)量方法難以快速計(jì)算葉片面積。葉面積s可通過葉面積密度ρ乘以指定區(qū)域體積進(jìn)行間接計(jì)算，即s＝ρ，其中，葉面積密度ρ用以描述果樹冠層的枝葉稀疏情況，它指單位體積內(nèi)的葉面積2 3)

(m/m ，即ρ＝s/。

[0076] 設(shè)定，指定區(qū)域體積內(nèi)葉片個(gè)數(shù)為nl，每片樹葉的面積為Si，i＝1，2，…，nl，將樹葉編號(hào)排序，設(shè)定每片葉子與第一片葉子的葉面積之差記為ΔSi，i＝1，2，…，nl?1，則指定區(qū)域體積內(nèi)葉面積可表示為：[0077][0078] 假設(shè) 即指定區(qū)域體積內(nèi)各葉片面積的變化相對(duì)較小，從而指定區(qū)域體積內(nèi)的葉面積簡(jiǎn)化為s＝S1nl，從而可進(jìn)一步得到ρ＝s/＝S1nl/。

[0079] 由此可知，在第一片樹葉面積S1與指定區(qū)域體積的值確定的情況下，葉面積密度ρ隨nl的變化而變化。[0080] 相應(yīng)地，基于指定區(qū)域體積內(nèi)葉片數(shù)越多，葉面積越大，二維激光雷達(dá)輸出的點(diǎn)云數(shù)據(jù)越多，從而本實(shí)施例可利用點(diǎn)云密度來表征葉面積密度，其計(jì)算公式如下所示：[0081][0082] 式中，np為指定區(qū)域體積內(nèi)探測(cè)返回的靶標(biāo)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，nmax為布滿該指定區(qū)域體積內(nèi)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的理論個(gè)數(shù)，顯然該理論個(gè)數(shù)為指定區(qū)域體積內(nèi)點(diǎn)云數(shù)據(jù)在理論上所能達(dá)到的最大值，即在nmax值確定的情況下，點(diǎn)云密度ρp隨著np的變化而變化，從而只要通過數(shù)據(jù)分析確定nl與np之間的函數(shù)關(guān)系，再通過系數(shù)計(jì)算就能夠確定參數(shù)葉面積密度ρ與點(diǎn)云密度ρp之間的函數(shù)關(guān)系，由此，可通過指定區(qū)域體積的云密度ρp較為便捷地獲取果樹的冠層稠密信息。[0083] 進(jìn)一步的，本實(shí)施例基于上述獲取的果樹的靶標(biāo)信息，計(jì)算風(fēng)送裝置對(duì)果樹冠層不同位置輸送的風(fēng)速與風(fēng)量，可參照如下風(fēng)力調(diào)控模型，通過風(fēng)機(jī)和出風(fēng)面積調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)聯(lián)合調(diào)控風(fēng)送裝置輸送的風(fēng)力，其中，在進(jìn)行調(diào)控時(shí)，該風(fēng)力調(diào)控模型用于在確保風(fēng)送裝置輸送的風(fēng)量恒定時(shí)調(diào)控其輸出的風(fēng)速，具體如下所示：[0084] WindSpeed＝F(SOUT，F(xiàn)anspeed)；[0085] 在上式中，WindSpeed為風(fēng)箱出風(fēng)口的風(fēng)速，其單位為，m/s；Fanspeed為風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)2

速，其單位為，r/s；SOUT為風(fēng)箱的出風(fēng)口面積，其單位為，m ；F為風(fēng)量恒定下，風(fēng)送裝置輸送的風(fēng)速分別與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、出風(fēng)口面積之間的關(guān)系函數(shù)。

[0086] 在此應(yīng)指出的是，本實(shí)施例所示的風(fēng)力調(diào)控模型可通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型通過訓(xùn)練獲取。該風(fēng)力調(diào)控模型的輸入量為風(fēng)送裝置輸送風(fēng)的風(fēng)速，輸出量為風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與風(fēng)箱的出風(fēng)口面積。[0087] 另外，如圖11所示，在對(duì)風(fēng)送裝置輸送風(fēng)的風(fēng)速、風(fēng)量進(jìn)行調(diào)控時(shí)，設(shè)定噴霧機(jī)進(jìn)行風(fēng)送的氣流的速度與噴霧機(jī)的行進(jìn)速度均保持不變，則果樹冠層入口處的風(fēng)量需求olumeCanopyIN應(yīng)不小于果樹冠層朝向噴霧機(jī)一側(cè)的體積，其中，可將果樹冠層朝向噴霧機(jī)一側(cè)的形狀簡(jiǎn)化為梯形立方體，從而可得到如下約束條件：[0088][0089] 式中，olumeCanopyIN為果樹冠層入口處的風(fēng)量需求，單位為m3/s；H1為果樹冠層的高度，單位為m；H2為果樹冠層入口的高度，單位為m；H3為噴霧機(jī)出風(fēng)口的高度，單位為m，v為噴霧機(jī)的行進(jìn)速度，單位為m/s；L為噴霧機(jī)與果樹的豎直中心之間的距離，單位為m；L1為噴霧機(jī)與果樹冠層入口之間的距離，單位為m；L2為果樹冠層的入口至其豎直中心之間的距離，單位為m；K為果樹膛內(nèi)的風(fēng)量損失系數(shù)。[0090] 當(dāng)然，果樹冠層的形狀類型也可為其它形式，在此可根據(jù)果樹冠層的體積、冠層稠密信息，并結(jié)合果樹冠層的形狀類型，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，以控制向果樹冠層的輸送的風(fēng)速與風(fēng)量。[0091] 進(jìn)一步的，本實(shí)施例還可根據(jù)冠層輪廓信息、冠層體積信息對(duì)果樹的冠層沿水平方向逐列進(jìn)行網(wǎng)格劃分，每一列形成多個(gè)單元網(wǎng)格；根據(jù)單一列的每個(gè)單元網(wǎng)格的冠層體積信息及冠層稠密信息，計(jì)算對(duì)每一個(gè)單元網(wǎng)格噴施的藥量，以控制單個(gè)噴霧頭向與其對(duì)應(yīng)的單元網(wǎng)格噴藥，同時(shí)，根據(jù)單一列的每個(gè)單元網(wǎng)格的冠層體積信息及冠層稠密信息，計(jì)算對(duì)每一個(gè)單元網(wǎng)格噴施的風(fēng)速，以控制單個(gè)出風(fēng)調(diào)控單元向與其對(duì)應(yīng)的單元網(wǎng)格輸送相應(yīng)的風(fēng)速；相應(yīng)地，可根據(jù)噴霧機(jī)的行駛速度信息及果樹的位置信息，對(duì)果樹的冠層進(jìn)行逐列對(duì)靶噴施作業(yè)。如此，在對(duì)果園的果樹進(jìn)行對(duì)靶風(fēng)送噴霧時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)果樹的各個(gè)位置的藥量與風(fēng)力的協(xié)同按需調(diào)控，在確保了較好的噴施效果的同時(shí)，還大幅度節(jié)約噴施的藥量，并防止了因農(nóng)藥飄移而帶來的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境污染。[0092] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。