一種果樹靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種果樹靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前我國果樹的病蟲害仍以化學(xué)農(nóng)藥噴霧防治為主，但農(nóng)藥利用率普遍偏低，粗礦式施藥導(dǎo)致農(nóng)藥流失、漂失或被直接噴灑到土壤、水體和空氣中，造成環(huán)境污染、生態(tài)平衡破壞、人畜中毒以及靶標(biāo)區(qū)外農(nóng)作物藥害，嚴(yán)重影響環(huán)境安全、生態(tài)安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和國民身體健康。根據(jù)果樹靶標(biāo)幾何特征的不同進(jìn)行變量按需施藥是減少農(nóng)藥使用量、提高農(nóng)藥利用率、提高防效、降低生態(tài)環(huán)境污染的必要手段之一。這種變量噴霧技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是要對(duì)果樹靶標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)探測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種果樹靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)麡浒袠?biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)探測(cè)。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種果樹靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，包括二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位系統(tǒng)RTK-DGPS、慣性測(cè)量單元頂U(kuò)和數(shù)據(jù)處理單元，所示數(shù)據(jù)處理單元為PC機(jī)，所述PC機(jī)通過以太網(wǎng)口連接二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR，所述PC機(jī)通過2個(gè)RS232串口分別連接實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位系統(tǒng)RTK-DGPS和慣性測(cè)量單元頂U(kuò)。
[0005]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，還包括行走平臺(tái)，所述二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位系統(tǒng)RTK-DGPS、慣性測(cè)量單元頂U(kuò)、和PC機(jī)安裝于行走平臺(tái)上。
[0006]本發(fā)明的有益效果如下:
[0007]本發(fā)明提供了一種果樹靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，包括二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位系統(tǒng)RTK-DGPS、慣性測(cè)量單元MU和數(shù)據(jù)處理單元，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)果樹靶標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)探測(cè)，從而為果樹的變量噴霧提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種果樹靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明系統(tǒng)的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]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)施例僅僅是本發(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)人員在沒有做出創(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。
[0011]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種果樹靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，包括二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位系統(tǒng)RTK-DGPS、慣性測(cè)量單元頂U(kuò)和數(shù)據(jù)處理單元，所示數(shù)據(jù)處理單元為PC機(jī)，PC機(jī)通過以太網(wǎng)口連接二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR，PC機(jī)通過2個(gè)RS232串口分別連接實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位系統(tǒng)RTK-DGPS和慣性測(cè)量單元頂U(kuò)。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例的果樹靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)還包括行走平臺(tái)，二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位系統(tǒng)RTK-DGPS、慣性測(cè)量單元IMU、和PC機(jī)安裝于行走平臺(tái)上。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例的果樹靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)在使用時(shí)，利用行走平臺(tái)搭載靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)向果樹行駛，通過垂直于激光掃描平面運(yùn)動(dòng)，動(dòng)態(tài)獲取果樹樹冠的三維幾何特征。在進(jìn)行果樹革巴標(biāo)探測(cè)時(shí)，二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR在一個(gè)掃描面內(nèi)連續(xù)發(fā)射激光脈沖波，返回掃描角度范圍內(nèi)的一組距離值；R T K - D G P S測(cè)量的定位數(shù)據(jù)用于將每個(gè)二維激光掃描面的LIDAR數(shù)據(jù)經(jīng)幾何變換映射到一個(gè)全局坐標(biāo)系中；MU測(cè)量的傾斜姿態(tài)數(shù)據(jù)用于補(bǔ)償GPS天線相位中心與平臺(tái)質(zhì)點(diǎn)之間存在距離引起的桿臂效應(yīng)，用于提高RTK-DGPS在不平整路面的定位精度。
[0014]本發(fā)明的工作流程如圖2所示，具體流程如下:
[0015](I)依據(jù)LIDAR，RTK-DGPS與頂U(kuò)之間的幾何關(guān)系確定各傳感器的安裝位置，并按各自的安裝要求進(jìn)行安裝標(biāo)定，搭建標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、穩(wěn)定的靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，設(shè)置各傳感器的參數(shù)。
[0016](2)PC機(jī)分別通過以太網(wǎng)和RS232串口通信采集LIDAR，RTK-DGPS與MU的原始數(shù)據(jù)包。
[0017](3)依據(jù)各傳感器數(shù)據(jù)包協(xié)議分別進(jìn)行數(shù)據(jù)解析提取有用信息。
[0018](4)利用頂1]測(cè)量試驗(yàn)平臺(tái)的姿態(tài)角(0胃，01。11，0燦出)經(jīng)幾何變換補(bǔ)償系統(tǒng)中存在的桿臂效應(yīng)，提高GPS定位的定位精度，得到修正后大地坐標(biāo)系下的GPS定位數(shù)據(jù)(X，Y，Z)。
[0019](5)修正后的GPS定位數(shù)據(jù)(Χ，Υ，Ζ)與二維LIDAR數(shù)據(jù)(Ρ，θ)進(jìn)行匹配融合，將各周期內(nèi)LIDAR采集的極坐標(biāo)信息經(jīng)坐標(biāo)變換統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系下，從而獲得原始的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)集合(x，y，z)。
[0020](6)基于果樹樹冠的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算樹冠的三維幾何特征。
[0021]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0022]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種果樹靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位系統(tǒng)RTK-DGPS、慣性測(cè)量單元頂U(kuò)和數(shù)據(jù)處理單元，所示數(shù)據(jù)處理單元為PC機(jī)，所述PC機(jī)通過以太網(wǎng)口連接二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR，所述PC機(jī)通過2個(gè)RS232串口分別連接實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位系統(tǒng)RTK-DGPS和慣性測(cè)量單元IMU。2.如權(quán)利要求1所述的一種果樹靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括行走平臺(tái)，所述二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位系統(tǒng)RTK-DGPS、慣性測(cè)量單元頂U(kuò)、和PC機(jī)安裝于行走平臺(tái)上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種果樹靶標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)，包括二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位系統(tǒng)RTK-DGPS、慣性測(cè)量單元IMU和數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元為PC機(jī)，PC機(jī)通過以太網(wǎng)口連接二維激光雷達(dá)掃描傳感器LIDAR，PC機(jī)通過2個(gè)RS232串口分別連接實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分全球定位系統(tǒng)RTK-DGPS和慣性測(cè)量單元IMU。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)果樹靶標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)探測(cè)，從而為果樹的變量噴霧提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
【IPC分類】G01C21/16, A01M7/00, G01S19/47, G01S17/87, G01S19/45
【公開號(hào)】CN105557672
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610089046
【發(fā)明人】張美娜, 呂曉蘭, 常有宏, 李輝, 雷嘵暉, 陶建平, 柏宗春
【申請(qǐng)人】江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年2月16日