大田对靶施药雾滴定向沉积控制方法研究

摘要

针对植保机械在大田对靶施药过程中雾滴沉积偏移导致准确率低的问题,本文基于大田对靶施药机器人,开展了雾滴定向沉积控制方法研究。以对靶喷施雾滴群体为研究对象,阐述对靶施药工作原理和作业特点,剖析雾滴群体沉积偏移成因;根据机器人空间结构位置关系,建立基于GNSS/IMU卡尔曼滤波信号的喷头运动状态感知模型与沉积位置预估模型,确定喷头响应控制准则;在此基础上以机车作业速度、喷头控制方法为试验因素,以对靶喷施准确率和沉积偏移距离为试验指标,开展平整场地对靶喷施模拟试验;选取满足作业需求的组别进行大田对靶施药作业验证。试验表明:作业速度0.5、1.0、1.5、2.0 m/s下的平整地面对靶施药平均准确率分别为99.8%、98.4%、95.9%、76.5%,沉积偏移距离分别为3.8、5.4、7.5、10.0 cm;作业速度0.5、1.0、1.5 m/s下的田间对靶施药准确率分别为98.7%、96.7%、95.3%。结果表明,基于GNSS/IMU卡尔曼滤波的雾滴沉积位置预估喷头控制方法,满足大田对靶施药作业需求。