基于田间图像识别的变量植保水路恒压控制方法及装置与流程

本发明涉及图像处理、农业灌溉，具体涉及一种基于田间图像识别的变量植保水路恒压控制方法及装置。

背景技术：

1、目前，在农业灌溉技术领域中，通常由拖拉机等机械装载作业设备实现田间作业，例如，对于田间除草作业，拖拉机可以背负打药机喷洒除草剂，以实现除草作业。常见的打药机采用分段式的植保水路控制方式，可以通过人工控制每段水路电磁阀的开启与关闭实现分区域打药、以及通过人工控制比例阀的回水通路实现植保水路的水压稳定。

2、然而，同一亩地的草情复杂，需要人工频繁开启与关闭电磁阀，此时，植保水路的水压具有较为复杂的变化趋势，人工很难准确、及时地控制比例阀的回水通路，很难保证植保水路中水压的相对稳定，进而导致植保水路因水压过高造成管路崩开损坏，最终无法进行田间除草作业。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种基于田间图像识别的变量植保水路恒压控制方法及装置。

2、本发明的一个方面提供了一种基于田间图像识别的变量植保水路恒压控制方法，包括：利用图像识别技术，对实时获取的田间图像进行目标植被识别，得到植被识别结果；根据植被识别结果，生成电磁阀控制信号；根据电磁阀控制信号，调节植保水路中电磁阀的开闭状态；利用比例阀预计算参数调节植保水路中比例阀的开度，其中，比例阀的开度调节是由电磁阀控制信号触发的；以及根据实时检测的水路流量值和水路压力值，调节比例阀的开度，直至水路压力值处于安全压力范围内、且水路流量值等于预设喷洒流量值。

3、根据本发明的实施例，植保水路包括多个喷杆，每个喷杆对应一个电磁阀；比例阀预计算参数包括开度调节步长；利用比例阀预计算参数调节植保水路中的比例阀的开度包括：根据至少一个电磁阀各自对应的喷杆、和开度调节步长，生成针对比例阀的第一开度调节量，其中，至少一个电磁阀是根据电磁阀控制信号确定的；根据第一开度调节量，调节比例阀的开度。

4、根据本发明的实施例，喷杆包括至少一个喷嘴；开度调节步长包括单喷杆开度调节步长和单喷嘴开度调节步长；根据至少一个电磁阀各自对应的喷杆、和开度调节步长，生成针对比例阀的第一开度调节量，包括：在确定喷杆为等长喷杆的情况下，确定待开启的电磁阀对应的喷杆数量；根据喷杆数量和单喷杆开度调节步长，生成针对比例阀的第一开度调节量；在确定喷杆为非等长喷杆的情况下，确定待开启的电磁阀对应的喷嘴总量；根据喷嘴总量和单喷嘴开度调节步长，生成针对比例阀的第一开度调节量。

5、根据本发明的实施例，单喷杆开度调节步长是通过下述操作计算的：获取比例阀处于最大开启状态时植保水路的最大回水量、处于正常开启状态时植保水路的正常回水量、以及比例阀的最小开启单元；计算最大回水量与正常回水量的差值、与最小开启单元的比值，以根据比值确定植保水路开度调节步长；根据植保水路开度调节步长和植保水路的喷杆数量，确定单喷杆开度调节步长。

6、根据本发明的实施例，方法还包括：基于第一阶梯调节参数，根据第一开度调节量，生成第二开度调节量，其中，第二开度调节量小于第一开度调节量；根据第二开度调节量，调节比例阀的开度。

7、根据本发明的实施例，根据实时检测的水路流量值和水路压力值，调节比例阀的开度，包括：在水路流量值等于预设喷洒流量值的情况下，如果水路压力值处于安全压力范围外，根据第二阶梯调节参数和第一开度调节量，确定至少一个第三开度调节量；基于至少一个第三开度调节量调节比例阀的开度，直至水路压力值处于安全压力范围内、且水路流量值等于预设喷洒流量值。

8、根据本发明的实施例，方法还包括：在基于至少一个第三开度调节量调节比例阀的开度后，水路流量值小于预设喷洒流量值的情况下，生成告警信息和车速提示信息；根据车速提示信息，降低承载植保水路的作业车辆的车速，使得针对目标植被的水量作业任务符合每亩总作业水量。

9、根据本发明的实施例，田间图像是由植保水路中与控制阀对应的摄像头采集的；根据植被识别结果，生成电磁阀控制信号，包括：根据植被识别结果和采集田间图像的摄像头位置，生成与摄像位置关联的电磁阀的控制信号。

10、根据本发明的实施例，目标植被识别结果的识别频率小于比例阀的调节频率。

11、本发明的另一个方面提供了一种基于田间图像识别的变量植保水路恒压控制装置，其特征在于，装置包括：图像识别模块，用于利用图像识别技术，对实时获取的田间图像进行目标植被识别，得到植被识别结果；电磁阀控制模块，用于根据植被识别结果，生成电磁阀控制信号；电磁阀调节模块，用于根据电磁阀控制信号，调节植保水路中电磁阀的开闭状态；第一比例阀调节模块，用于利用比例阀预计算参数调节植保水路中比例阀的开度，其中，比例阀的开度调节是由电磁阀控制信号触发的；以及第二比例阀调节模块，用于根据实时检测的水路流量值和水路压力值，调节比例阀的开度，直至水路压力值处于安全压力范围内、且水路流量值等于预设喷洒流量值。

12、本发明的另一个方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现如上的方法。

13、本发明的另一方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，指令在被执行时用于实现如上的方法。

14、本发明的另一方面提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机可执行指令，指令在被执行时用于实现如上的方法。

15、通过图像识别技术识别实时拍摄的田间图像中的目标植被，进而触发电磁阀的开闭和比例阀的预调节，使得面对复杂、多变、实时性较高的田间除草作业昌吉，可以更为快速、精准地实现除草，同时保证电磁阀状态变化的瞬间同步调节比例阀，进而及时保证植保水路中水压的相对稳定，避免水路泵管损坏。此外，结合比例阀预调节和压力、流量的实时检测，还可以在保证植保水路中水压的相对稳定的情况下，更精准地控制水压避免水路泵管损坏，同时也保证了水压调节不影响田间除草作业的喷洒量要求。

技术特征：

1.一种基于田间图像识别的变量植保水路恒压控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植保水路包括多个喷杆，每个所述喷杆对应一个所述电磁阀；所述比例阀预计算参数包括开度调节步长；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述喷杆包括至少一个喷嘴；所述开度调节步长包括单喷杆开度调节步长和单喷嘴开度调节步长；所述根据至少一个电磁阀各自对应的喷杆、和所述开度调节步长，生成针对所述比例阀的第一开度调节量，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述单喷杆开度调节步长是通过下述操作计算的：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据实时检测的水路流量值和水路压力值，调节所述比例阀的开度，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述田间图像是由所述植保水路中与所述控制阀对应的摄像头采集的；所述根据所述植被识别结果，生成电磁阀控制信号，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标植被识别结果的识别频率小于所述比例阀的调节频率。

10.一种基于田间图像识别的变量植保水路恒压控制装置，其特征在于，所述装置包括：

技术总结本发明提供了一种基于田间图像识别的变量植保水路恒压控制方法及装置，可以应用于图像处理技术领域、农业灌溉技术领域。该方法包括利用图像识别技术，对实时获取的田间图像进行目标植被识别，得到植被识别结果；根据植被识别结果，生成电磁阀控制信号；根据电磁阀控制信号，调节植保水路中电磁阀的开闭状态；利用比例阀预计算参数调节植保水路中比例阀的开度，其中，比例阀的开度调节是由电磁阀控制信号触发的；以及根据实时检测的水路流量值和水路压力值，调节比例阀的开度，直至水路压力值处于安全压力范围内、且水路流量值等于预设喷洒流量值。此外，本发明还提供了一种基于上述方法的电子设备、计算机存储介质。技术研发人员：车晓曦,冉得才,单奕,赵寻,李金伟,苏靖杰,王申然,马继东受保护的技术使用者：中化现代农业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17