0 引 言
1 对靶喷雾控制系统设计
1.1 总体结构
1.2 稳压供药管路系统
1.3 对靶喷雾控制系统
2 对靶喷雾控制算法设计
2.1 YOLOv8-Ghost-Backbone目标检测算法
表1 融合不同注意力机制结果对比研究 (%)Table 1 Comparative study on the results of fusion of different attention mechanisms |
模型 | 准确率 | 召回率 | mAP50 |
---|---|---|---|
YOLOv8 | 91.2 | 88.9 | 93.2 |
YOLOv8-SE | 91.9 | 89.9 | 94.3 |
YOLOv8-CA | 92.4 | 91.2 | 94.5 |
YOLOv8-SAM | 91.6 | 90.1 | 93.8 |
YOLOv8-CBAM | 93.4 | 92.5 | 94.4 |
表2 YOLOv8的白菜识别模型改进结果研究Table 2 Research on improvement results of Chinese cabbage recognition model based on YOLOv8 |
检测模型 | mAP50/% | FLOPs/G | FPS/(帧/s) | Params/M |
---|---|---|---|---|
YOLOv8 | 93.2 | 10.8 | 75 | 7.2 |
YOLOv8-Ghost-Backbone | 94.4 | 9.2 | 83 | 6.5 |
2.2 响应频率计算方法
2.3 实时控制方法
2.3.1 延时分析
2.3.2 响应时间测点
3 对靶喷雾量与覆盖率获取试验
3.1 试验目的及内容
3.2 试验材料及方法
表3 对靶喷雾系统的喷雾量获取试验方案Table 3 Test protocol for obtaining the spray volume of the target spray system |
施药量/(L/ha) | 速度/(km/h) | 喷头型号 | 喷雾压力/MPa | 频率/(次/s) |
---|---|---|---|---|
450 | 3.6 | ST110-04 | 0.20 | 1 |
450 | 7.2 | ST110-06 | 0.40 | 2 |
450 | 10.8 | ST110-10 | 0.30 | 3 |
450 | 14.4 | ST110-15 | 0.25 | 4 |
3.3 试验结果及分析
表4 对靶喷雾控制系统的喷雾量获取研究Table 4 Study on spray amount acquisition of target spray control system |
喷头型号 | 喷雾压力/MPa | 速度/(km/h) | 频率次/s | 对靶实际喷雾量/L | 对靶需求喷雾量/L | 相对误差/% | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
单次喷雾量 | 1 min喷雾量 | 单次喷雾量 | 1 min喷雾量 | 单次喷雾量 | 1 min喷雾量 | ||||
ST110-04 | 0.20 | 3.6 | 1 | 0.014 | 0.86 | 0.010 8 | 0.65 | 30.0 | 32.0 |
ST110-06 | 0.40 | 7.2 | 2 | 0.012 | 1.36 | 0.011 2 | 1.35 | 7.1 | 0.7 |
ST110-10 | 0.30 | 10.8 | 3 | 0.010 | 1.58 | 0.010 4 | 1.95 | 3.8 | 19.0 |
ST110-15 | 0.25 | 14.4 | 4 | 0.010 | 2.76 | 0.006 1 | 2.95 | 63.9 | 6.4 |
表5 白菜株心覆盖率的对靶喷雾试验结果Table 5 Target spray test results of plant core coverage of Chinese cabbage |
喷头型号 | 喷雾压力/MPa | 速度/(km/h) | 单颗识别耗时/ms | 整体耗时/ms | 平均覆盖率/% | 实际喷雾量/mL | 药液需求量/mL |
---|---|---|---|---|---|---|---|
ST110-04 | 0.20 | 3.6 | 38.6 | 402 | 88 | 15.6 | 10.8 |
ST110-06 | 0.40 | 7.2 | 37.9 | 398 | 86 | 13.5 | 11.2 |
ST110-10 | 0.30 | 10.8 | 38.5 | 400 | 82 | 10.2 | 10.4 |
ST110-15 | 0.25 | 14.4 | 37.6 | 396 | 77 | 5.7 | 6.1 |