[发明专利]果树根蘖精准对靶施药装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种农业施药作业装置，尤其涉及一种果树根蘖精准对靶施药装置。

背景技术

果树根蘖是从果树根部滋生的不能结果的嫩枝、藤蔓或枝条，一般从果树树干根部的潜伏芽发出，会将植株的一部分重要营养转化为无用生长。为保证果树有用生长获得足够营养，并且避免影响其它果园作业，出去根蘖是十分必要的。在果树整个生长季节里，根蘖会不断滋生，因此还要求多次清除根蘖。

传统根蘖去除方法是人工去除，利用小刀等锋利工具将根蘖从树干上整枝清除。此方法虽然可完全去除根蘖，且不对树体造成任何损伤，但是比较耗时、劳动强度大、成本高，无法满足规模化生产的需要；另一种方法是机械去除，比人工方式效率高，但由于采用旋转头上安装类似于鞭子的工具来刮除根蘖，对年幼的植株损伤很大，会把树干上的树皮刮掉，甚至将细小的树干打断。另外，部分根蘖无法完全去除，会有断根残留在树杆根部，根蘖还会从断根处继续生长出来。目前，利用化学药剂控制根蘖已成为一种有效手段，并逐步替代人工和机械方法，通常采用带状施药方式在树干根部持续喷洒化学药剂。由于根蘖只能从果树根部发出，在植株间不会出现，且每个植株滋生根蘖的数量和大小各不相同，利用上述方法喷施药剂会导致植株间空档过度施药、成本增加、污染环境。采用精准对靶施药技术，根据单棵植株根蘖生长的具体情况(大小和位置)来决定施药时机和施药量，不仅可减小农药使用量、降低环境污染，还可解放劳动力、提高生产效率。目前，针对农田杂草的精准施药技术相关研究很多，但果树根蘖并不是田间杂草，而是果树树干的杂枝，其从生长特性、形态和分布都与杂草截然不同，对其进行精准对靶施药的技术要求也不同。因此，需要对果树根蘖定位识别技术和对靶施药技术进行专门性的研究。

此外，为了提高市场竞争力，我国经济林的经营模式正朝着规模化、系统化、数字化方向发展。在这种经营模式下，果农需要获得准确的多样性果树生长信息，如实际生长位置、树干尺寸、滋生根蘖的大小和位置以及在一个生长季里反复滋生根蘖的次数等，据此得到果树根蘖的分布规律并制定合理的果园作业计划，如施药去除根蘖等。以往果农利用人工方式获取此类信息，该方式劳动量大、效率极其低下，信息准确度不高，甚至一些果农因此而放弃获取这些信息，从而导致我国经济林规模化发展缓慢。目前，不少国内外学者和研究人员利用机载测绘系统来绘制农林信息地图，该方法效率高，适合大面积的林区和农田，但测量精度不高，且无法得到较细节的信息(如果树根蘖的生长大小和位置等)。因此，开发适合经济林作业的地面车载测绘系统，可有效、准确地获得上述果树的多样性生长信息，有助于果农安排合理科学的果园作业，还为未来果园数字化管理提供了科学技术手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较高自动化水平的果树根蘖精准对靶施药装置，尤其用于实时获取果树、根蘖及其施药量分布信息，并创建相应的分布地图，为未来果园数字化管理提供技术手段。

本发明所提供的技术方案是提出一种果树根蘖精准对靶施药装置，其包括：

系统搭载平台：包括龙门架平台和移动车载平台，龙门架平台装有左右两个龙门架；

定位识别子系统：用于实现对果树及其根蘖进行定位和识别，包括中央计算单元、GPS天线、扫描式激光测距仪和CCD彩色摄像头，扫描式激光测距仪用以定位和识别树干，并获得图像深度信息；CCD彩色摄像头在软件触发的方式下采集根蘖图像；GPS天线实时获得初始系统时间、经纬度信息、移动速度和航向角；中央计算单元同时采集扫描式激光测距仪、CCD彩色摄像头和GPS天线的数据信息，通过相应算法和控制策略对果树及其根蘖进行定位和识别，并控制对靶施药子系统动作；

对靶施药子系统：由多路阀控制器、高速电磁阀、喷头、药箱、隔膜泵和泵调节器组成；

分布地图生成子系统：在施药作业过程中，根据GPS定位信息、扫描式激光测距仪与GPS天线的相对位置关系以及根蘖与对应树干中心位置的相对位置，将果树树干、根蘖的定位信息以及对应的施药量同步存储到数据库中；对靶施药作业完成后，最终生成实际的果树树干、根蘖以及施药量分布地图；

此外，本发明还提出了应用上述精准对靶施药装置进行精准对靶施药和生成果树、根蘖及其施药量分布地图的方法。