LiDAR和双目传感数据在果树变量喷雾的应用

来源：激光与红外杂志2023年第3期北京时间：

作者：王鑫蕊

单位：1.华南农业大学电子工程学院/人工智能学院,广东 广州 510642；2.广东省农情信息监测工程技术研究中心,广东 广州 510642；

摘要：果树冠层是果树最先接触大气与光照的部位,也是果树进行光合作用和呼吸的直接通道,与水果的品质、产量息息相关。为了提高农药的利用率,论文利用激光雷达与双目视觉传感器获取果树冠层的特征数据并进行数据融合,用以指导变量喷雾。通过激光雷达获取果树冠层点云数据并对点云数据进行分隔、滤波、匹配等处理后,再对冠层进行重构,从上至下将冠层分为四层,计算每层的相应密度占比；通过双目视觉传感器结合2G R B算法提取果树冠层形态数据,计算出叶墙的像素面积,根据参照物对叶墙面积进行标定,进而计算出四部分叶墙面积(LWA)的真实大小。喷雾系统根据每层的冠层密度、叶墙面积数据,通过PWM控制电磁阀的工作状态实现流量实时可调,完成果树冠层的变量喷雾。与常规连续喷雾相比,变量喷雾的省药率约为2102,减少了药液的浪费。

关键词：激光雷达;双目视觉;叶墙面积;PWM;变量喷雾

基金资助：广州市科技计划项目(No.202002030245)；广东省现代农业关键技术模式集成与示范推广项目(No.粤财农【2021】37号-200011)；国家自然科学基金项目(No.31671591；No.31971797)；广东省科技专项资金(“大专项+任务清单”)项目(No.2020020103)；广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项资金(No.2021KJ108)；广东省教育厅特色创新类项目(No.2019KTSCX013)；2020年广东省科技创新战略专项资金“攀登计划”专项资金(No.