[发明专利]一种施肥装置及方法

权利要求书

1.一种施肥装置，其特征在于，包括：作物光谱信息采集装置、施肥量决策控制装置和肥料输出装置；

所述作物光谱信息采集装置，包括面阵光谱传感器和设置在所述面阵光谱传感器左右两侧的两个点阵光谱传感器；所述面阵光谱传感器，用于采集自身下方的面状区域内的作物冠层的光谱图像信息；所述点阵光谱传感器，用于采集自身正下方的多个点状区域内的作物冠层的多组反射光信号；其中，每一个点状区域具有一组反射光信号；所述多个点状区域位于所述面状区域内；

所述施肥量决策控制装置，用于根据所述光谱图像信息和所述多组反射光信号，获取作物的氮素营养状态信息；并根据所述作物的氮素营养状态信息，决策施肥量信息；并根据所述施肥量信息，控制所述肥料输出装置输出相应的施肥量；

所述肥料输出装置，用于给作物施加肥料；

所述施肥量决策控制装置，进一步用于：

根据所述两个点阵光谱传感器正下方的多个点状区域内的作物冠层的多组反射光信号，获取每一组反射光信号在对应的一个特定波长处的反射率；

根据多组反射光信号在对应的多个特定波长处的反射率，利用插值算法，获取所述面阵光谱传感器正下方区域内的作物冠层在所述多个特定波长处的反射率；

将所述面状区域划分为三个小区；对于每一小区，根据每一小区内的作物冠层的反射光信号在对应的特定波长处的反射率，获取第一实际植被指数和第二实际植被指数；

对于每一小区，通过每一小区内的光谱图像信息，获取每一小区内的作物覆盖率参数；并根据所述作物覆盖率参数，对所述第一实际植被指数和第二实际植被指数进行修正，以获取第一修正植被指数和第二修正植被指数；

根据每一小区的第一修正植被指数和第二修正植被指数，获取面状区域内的第一植被指数和第二植被指数；

根据第一植被指数和第二植被指数，获取在所述面状区域内的作物的氮素营养状态信息；并根据所述氮素营养状态信息，决策施肥量信息；并根据所述施肥量信息，控制肥料输出装置输出相应的施肥量。

2.根据权利要求1所述的施肥装置，其特征在于，所述点阵光谱传感器具有多个光学通道，所述多个光学通道与所述多个点状区域一一对应；其中，每一个光学通道，用于采集对应的点状区域内的作物冠层在一个特定波长处的反射光信号。

3.根据权利要求2所述的施肥装置，其特征在于，所述多个光学通道至少为三个；其中，三个光学通道分别采集对应的点状区域内的作物冠层在可见光波段内的任一波长处、在红边波段内的任一波长处和在近红外光波段内的任一波长处的反射光信号。

4.根据权利要求1所述的施肥装置，其特征在于，所述施肥量决策控制装置包括：上位机、地理位置信息获取模块、速度传感器、流量传感器和压力传感器；

所述上位机，用于根据所述光谱图像信息和所述多组反射光信号，获取作物的氮素营养状态信息；并根据所述作物的氮素营养状态信息、所述地理位置信息获取模块获取的所述施肥装置的位置信号、所述速度传感器获取的所述施肥装置的速度信号、所述流量传感器获取的所述肥料输出装置的流量信号和所述压力传感器获取的所述肥料输出装置的压力信号，决策施肥量信息；并根据所述施肥量信息，控制所述肥料输出装置输出相应的施肥量。

5.根据权利要求1所述的施肥装置，其特征在于，所述肥料输出装置包括：控制器、与所述控制器电连接的流量调节阀组、与所述流量调节阀组连接的肥料箱和与所述肥料箱连接的喷杆机构；

所述控制器，用于接收所述施肥量决策控制装置发送的施肥量信息；并根据所述施肥量信息，调节所述流量调节阀组，以使得所述喷杆机构输出相应的施肥量；

所述肥料箱，用于装载肥料。