對靶噴藥中靶標外形輪廓探測難題有了新的突破

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

此研究報告刊登于《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報》2010年第12期，題為“樹型噴灑靶標外形輪廓探測方法研究”，第一作者為西北農(nóng)林科技大學(xué)機電學(xué)院講師、該校與國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心聯(lián)合培養(yǎng)在職博士生翟長遠，通訊作者為國家農(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)是病蟲害防治, 據(jù)調(diào)查統(tǒng)計, 果樹在一年中的生長期內(nèi)要噴施農(nóng)藥8～15次。

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

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

研究者基于超聲傳感器搭建了靶標外形輪廓探測試驗平臺，該平臺能夠驅(qū)動步進電機精確勻速運動，以0.02米為步長密集測量樹冠形狀，將獲得的數(shù)據(jù)傳給計算機實時顯示，并能夠在計算機數(shù)據(jù)庫中長期存儲。

研究者使用該測試平臺針對自制規(guī)則樹樹冠和花期櫻桃樹樹冠分別進行了試驗。試驗結(jié)果顯示規(guī)則樹冠和櫻桃樹冠體積探測精度分別為92.8%和90.0%，表明該方法具有很高探測精度。

對靶精準施藥包括靶標識別和變量噴藥兩大核心技術(shù)。靶標外形輪廓探測方法的研究為靶標精確探測提供了很好的方法和思路，對于在線探測靶標外形以進行變量噴藥具有重要參考價值。