中国热带农业科学院农业机械研究所;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所张园获国家专利权
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龙图腾网获悉中国热带农业科学院农业机械研究所;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所申请的专利一种植保无人机精准施药实时控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119960316B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510450101.7,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种植保无人机精准施药实时控制方法是由张园;沈德战;赵振华;韦丽娇;姜蕾设计研发完成,并于2025-04-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种植保无人机精准施药实时控制方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种植保无人机精准施药实时控制方法,涉及农业施药技术领域,具体包括:将待施药农田划分为若干子区域,采集每个区域的植物光谱图像,提取关键波段的反射率数据,获取叶片平均厚度和平均光合速率,并结合反射波数据计算叶片结构密度指数、植物生长健康指数和水光协同评估指数,进而生成区域病虫害评估指数。基于历史施肥数据和作物健康状态,利用长短期记忆网络建立施药预测模型,将区域病虫害评估指数作为输入,预测施药量和方式。结合环境参数计算环境校正因子,对施药量进行修正,确保无人机精准完成施药任务,本发明有效提升了施药的精准性和效率。
本发明授权一种植保无人机精准施药实时控制方法在权利要求书中公布了:1.一种植保无人机精准施药实时控制方法,其特征在于,具体步骤包括: S1,将待施药农田均匀划分为若干子区域,使用植保无人机采集每个子区域的植物光谱图像,并从光谱图像中提取关键波段的反射率数据,同时获取子区域的叶片平均厚度数据和平均光合速率; S2,根据反射波数据计算每个子区域的叶绿素含量、归一化植被指数、植物水分含量和叶面积指数,并对叶片平均厚度数据和叶面积指数进行交互项计算,生成叶片结构密度指数;根据叶绿素含量和归一化植被指数生成植物生长健康指数,根据植物水分含量、平均光合速率生成水光协同评估指数; S3,将植物生长健康指数、水光协同评估指数和叶片结构密度指数结合,生成区域病虫害评估指数; S4,采集若干历史农田施肥数据及区域病虫害评估指数,将每个样本中的区域病虫害评估指数与对应的农田施肥数据一一映射,生成样本数据集,所述农田施肥数据包括施药量和喷洒方式,基于长短期记忆网络LSTM模型建立神经网络预测模型,将样本数据集中的区域病虫害评估指数作为输入,将样本数据集中对应的农田施肥数据作为标签,对神经网络预测模型进行训练,得到施药预测模型; S5,将子区域的区域病虫害评估指数输入至完成训练的施药预测模型中,模型输出待施药子区域的农田施肥数据预测值,获取待施药农田的环境参数,基于得到的环境参数计算环境校正因子,根据环境校正因子对农田施肥数据预测值中的施药量进行修正,得到施药量精确值,根据施药量精确值和农田施肥数据预测值中的施肥方式,操作无人机完成对待施药农田中每个子区域的施药,所述环境参数包括平均温度和平均风速; 对得到的环境参数进行无量纲化处理后,计算环境校正因子,所依据的公式如下: ENV=T+W2 其中,ENV为环境校正因子,T为平均温度,W为平均风速; 根据环境校正因子对农田施肥数据预测值中的施药量X进行修正,得到施药量精确值,所依据的具体公式为: X′=X*1+eμ*ENV 其中,X′为施药量精确值,X为农田施肥数据预测值中的施药量,e为自然常数,ENV为环境校正因子,μ为设置的权重值,且μ0。
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