徐 波，李秋潔，束義平，周宏平，孫 靚

(1.南京林業(yè)大學(xué) 機(jī)械電子工程學(xué)院，南京 210037；2.華東理工大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200237)

0 引言

目前，我國(guó)的農(nóng)藥生產(chǎn)技術(shù)雖已處于世界先進(jìn)水平，但施藥設(shè)備和技術(shù)卻嚴(yán)重滯后，病蟲(chóng)害防治過(guò)程中不僅農(nóng)藥利用率低、施藥效果差，而且還造成了農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留超標(biāo)、環(huán)境污染、作物藥害和操作者中毒等一系列問(wèn)題[1-3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年我國(guó)農(nóng)藥利用率為36.6%，農(nóng)藥流失量達(dá)60%～70%[4]。對(duì)靶施藥技術(shù)是降低農(nóng)藥殘留的有效手段，現(xiàn)有對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)多采用超聲波、紅外、攝像頭等來(lái)獲取靶標(biāo)信息[5-6]。劉雪美等利用安放于噴桿上超聲波測(cè)距傳感器來(lái)采集噴桿到作物冠層的距離和噴桿到地面的距離[7]。翟長(zhǎng)遠(yuǎn)等人采用紅外光電傳感器探測(cè)幼樹(shù)樹(shù)干，同時(shí)結(jié)合速度傳感器來(lái)計(jì)算靶標(biāo)的位置[8]。陳勇等采用基于機(jī)器視覺(jué)和模糊控制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)精確噴霧[9]。上述對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)有著各自的不足：①靶標(biāo)檢測(cè)傳感器精度不高。超聲波傳感器測(cè)量精度較低，紅外光電開(kāi)關(guān)探測(cè)效果易受樹(shù)株外形、光照強(qiáng)度、探測(cè)器行走速度和樹(shù)株間距等因素影響[10-11]，圖像探測(cè)器件的鏡面容易沾上灰塵、水珠和藥滴等，不利于樹(shù)木靶標(biāo)識(shí)別；②人機(jī)交互效果一般，無(wú)遙控方式。而隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線通信在農(nóng)機(jī)上已有較為廣泛的應(yīng)用,據(jù)新華社報(bào)道，早在2004年，美國(guó)就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)通過(guò)無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)遙控拖拉機(jī)的操縱桿[12]，使拖拉機(jī)自動(dòng)工作。屈川等設(shè)計(jì)的農(nóng)機(jī)工作狀態(tài)實(shí)時(shí)無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)農(nóng)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[13]。薛金林等設(shè)計(jì)的基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的大田農(nóng)業(yè)機(jī)械遙控操作控制平臺(tái)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行通信[14]。因此，在農(nóng)業(yè)上引入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信已經(jīng)逐漸成為一種趨勢(shì)。

為此，本文設(shè)計(jì)了WiFi遙控精確對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)。因激光傳感器具有測(cè)量精度高、分辨率高、測(cè)量距離遠(yuǎn)及掃描范圍大[15]的優(yōu)點(diǎn)，采用二維激光傳感器采集靶標(biāo)信息。遙控裝置為基于Android平臺(tái)的平板電腦，能在WiFi環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)噴霧機(jī)的遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)噴霧啟?？刂啤?shù)設(shè)置及噴頭狀態(tài)顯示等功能。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)在市場(chǎng)上有各種類型的噴霧機(jī)，本研究以南京林業(yè)大學(xué)許林云等設(shè)計(jì)的環(huán)形多噴頭噴霧機(jī)[16]為控制對(duì)象，如圖1所示。噴頭組件包括8個(gè)環(huán)形放置可獨(dú)立控制的噴頭，二維激光傳感器將安裝在噴頭組件前方中軸線上。

1.1 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

WiFi遙控精確對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)硬件原理圖如圖2所示。系統(tǒng)通過(guò)二維激光傳感器測(cè)量靶標(biāo)距離，噴霧控制器對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行處理和判斷，發(fā)送電磁閥啟閉信號(hào)給下位機(jī)，下位機(jī)驅(qū)動(dòng)電磁閥進(jìn)行噴霧作業(yè)。二維激光傳感器與噴霧控制器通過(guò)USB接口連接，噴霧控制器與下位機(jī)通過(guò)串口連接；通過(guò)Android遙控器界面可控制系統(tǒng)啟/停，設(shè)置噴霧系統(tǒng)的工作模式及車速、靶標(biāo)距離閾值等參數(shù)，并能夠顯示噴頭工作狀態(tài)。

圖1 噴霧機(jī)示意圖Fig.1 Schematic diagram of sprayer

圖2 WiFi遙控精確對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)硬件原理圖Fig.2 Hardware schematic diagram of WiFi remote control target spray control system

1.2 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

WiFi遙控精確對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖3所示。遙控器為基于Android平臺(tái)的平板電腦，采用Android Studio 2.2.3開(kāi)發(fā)，采用Java語(yǔ)言編程；噴霧系統(tǒng)控制器采用Visual Studio 2015開(kāi)發(fā)，采用C編程；下位機(jī)采用C51編程。首先，通過(guò)遙控器設(shè)置噴霧模式、噴霧參數(shù)，按下噴霧啟停按鈕后，通過(guò)WiFi將噴霧模式、噴霧參數(shù)、啟停發(fā)送給噴霧系統(tǒng)控制器；控制器根據(jù)發(fā)來(lái)的參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成噴霧策略，一方面將噴頭啟閉狀態(tài)通過(guò)WiFi發(fā)送給遙控器，在界面顯示出來(lái)，另一方面將噴頭狀態(tài)通過(guò)串口發(fā)送給下位機(jī)，控制電磁閥，以此控制噴頭的開(kāi)閉。

圖3 WiFi遙控精確對(duì)靶噴霧控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)Fig.3 Software architecture of WiFi remote control target spray control system

2 Android遙控器設(shè)計(jì)

2.1 遙控器整體結(jié)構(gòu)

Android遙控器整體結(jié)構(gòu)如圖4所示。其采用了3個(gè)線程：界面主線程主要負(fù)責(zé)界面的加載、刷新；發(fā)送線程sendThread主要負(fù)責(zé)建立socket連接、向噴霧控制器發(fā)送數(shù)據(jù)；接收線程recvThread接收來(lái)自噴霧控制器的數(shù)據(jù)。

圖4 Android遙控器整體結(jié)構(gòu)Fig.4 Overall structure of Android remote controller

2.2 界面設(shè)計(jì)

Android遙控器界面設(shè)計(jì)如圖5所示。

(a) 界面控件

(b) 界面外觀圖5 Android遙控器界面設(shè)計(jì)Fig.5 Interface design of Android remote controller

采用相對(duì)布局(Relative Layout)方式，添加控件實(shí)現(xiàn)噴頭狀態(tài)指示、車速及靶標(biāo)距離閾值設(shè)置、自動(dòng)/手動(dòng)噴霧選擇、左側(cè)/右側(cè)噴霧選擇、IP地址端口號(hào)的輸入、連接噴霧啟停及系統(tǒng)退出，如圖5所示?？丶愋图皩?duì)應(yīng)變量如表1所示。

表1 遙控器界面主要控件及對(duì)應(yīng)變量Table 1 Main controls and corresponding variables of remote controller

2.3 按鈕監(jiān)聽(tīng)事件

連接按鈕按下，獲取EditText控件中的IP地址和端口號(hào)，向sendThread發(fā)出連接標(biāo)識(shí)，連接成功后啟動(dòng)recvThread線程，界面主線程顯示“連接成功”字樣，并設(shè)置噴霧啟停按鈕使能。噴霧啟停按鈕每次按下，噴霧狀態(tài)在啟動(dòng)(RUN=TRUE)與停止(RUN=FALSE)間切換，為噴霧啟停按鈕加載不同資源圖標(biāo)，同時(shí)向recvThread線程發(fā)送標(biāo)識(shí)，使其進(jìn)入消息循環(huán)。噴霧按鈕按下，使噴霧參數(shù)設(shè)置失效，加載停止圖標(biāo)，獲取當(dāng)前速度、距離輸入值，向sendThread發(fā)送噴霧標(biāo)識(shí)；停止按鈕按下，使噴霧參數(shù)設(shè)置使能，加載噴霧圖標(biāo)，向sendThread發(fā)出停止標(biāo)識(shí)；退出按鈕按下，向sendThread發(fā)出退出標(biāo)識(shí)，調(diào)用onDestroy()進(jìn)行釋放空間。

2.4 Handler通信

本設(shè)計(jì)中的界面線程與非界面線程間的通信利用消息處理機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)[17]。Android部分共有3個(gè)線程，每個(gè)線程都有一個(gè)Looper對(duì)象和一個(gè)Handler，連接、噴霧、停止等標(biāo)識(shí)利用Handler.sendEmptyMessage(msg.what)發(fā)送一個(gè)整型數(shù)即可。噴頭狀態(tài)用了一個(gè),8位數(shù)組NOZZLE[8]存放，利用Bundle作為中間載體來(lái)傳遞噴頭狀態(tài)。

3 噴霧控制器設(shè)計(jì)

3.1 噴霧控制器整體結(jié)構(gòu)

遙控式噴霧控制器部分用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)軟件為Visual Studio 2015。該部分由3個(gè)線程構(gòu)成主函數(shù)部分、數(shù)據(jù)接收線程及數(shù)據(jù)處理發(fā)送線程，控制器整體工作流程如圖6所示。

圖6 噴霧控制器工作流程圖Fig.6 Work flow chart of spray controller

第1步，主函數(shù)初始化socket后創(chuàng)建數(shù)據(jù)接收、發(fā)送線程。第2步，作為socket服務(wù)器端，接收來(lái)自客戶端發(fā)來(lái)的噴霧參數(shù)，將接收的噴霧參數(shù)分離并輸出到控制臺(tái)上，若未進(jìn)行初始化操作，則執(zhí)行第3步操作，否則跳過(guò)第3步執(zhí)行第4步操作。第3步，進(jìn)行初始化工作，即分配空間、打開(kāi)激光傳感器、打開(kāi)串口。第4步，初始化之后，使發(fā)送線程數(shù)據(jù)處理標(biāo)識(shí)DEAL置true，進(jìn)入數(shù)據(jù)處理循環(huán)，即進(jìn)行激光數(shù)據(jù)采集、靶標(biāo)檢測(cè)；若為停止噴霧，生成關(guān)閉全部噴頭指令；若為退出，則調(diào)用自定義函數(shù)ExitInstance，進(jìn)行釋放空間等操作。第5步，將噴頭開(kāi)閉指令發(fā)送給下位機(jī)。第6步，通過(guò)socket發(fā)送給平板遙控器，進(jìn)行界面刷新。

3.2 基于二維激光傳感器的靶標(biāo)檢測(cè)算法設(shè)計(jì)

3.2.1 二維激光傳感器數(shù)據(jù)采集

二維激光傳感器選用日本Hokuyo公司生產(chǎn)的二維激光掃描儀UTM-30LX，掃描范圍270°，角度分辨率0.25°，掃描周期25ms，最大測(cè)量距離為30m。激光傳感器實(shí)物圖如圖7(a)所示。激光范圍掃描圖如圖7(b)所示，掃描方向由綠色指示燈所在的一側(cè)掃向紅色指示燈所在的一側(cè)。

安裝Hokuyo公司提供的Windows操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，將其轉(zhuǎn)化為虛擬串口操作。首先打開(kāi)設(shè)備，設(shè)置波特率為115 200 bit/s，然后啟動(dòng)采集過(guò)程，設(shè)置掃描次數(shù)及掃描間隔，采集結(jié)束后關(guān)閉設(shè)備。每次采集獲取1 081個(gè)掃描方向的距離值，用4字節(jié)表示，單位為mm，幀率25ms。

(a) 激光傳感器 (b) 激光掃描范圍圖圖7 激光傳感器示意圖Fig.7 Schematic diagram of Laser sensor

3.2.2 靶標(biāo)檢測(cè)

靶標(biāo)檢測(cè)算法針對(duì)環(huán)形多噴頭噴霧機(jī)而設(shè)計(jì)，共有8個(gè)噴頭，各噴頭分區(qū)示意圖如圖8所示。噴霧范圍為[-12.5°，192.5°]，每個(gè)噴頭噴灑區(qū)域范圍為25°。

圖8 環(huán)形噴頭分區(qū)示意圖Fig.8 Schematic diagram of annular nozzles’ areas

若二維激光雷達(dá)掃描點(diǎn)的測(cè)量距離不大于設(shè)定的距離閾值，判斷為靶標(biāo)點(diǎn)。對(duì)當(dāng)前采集數(shù)據(jù)幀，計(jì)算各噴頭扇形噴霧區(qū)域內(nèi)靶標(biāo)點(diǎn)個(gè)數(shù)與掃描點(diǎn)總數(shù)的比率，若不小于設(shè)定閾值T，認(rèn)為存在靶標(biāo)，開(kāi)啟噴頭進(jìn)行噴霧。

建立FIFO(First In First Out，先進(jìn)先出)緩沖區(qū)，保存n幀數(shù)據(jù)的靶標(biāo)檢測(cè)結(jié)果(即噴頭啟閉指令)，最新幀寫(xiě)入緩沖區(qū)末尾。

3.2.3 噴霧延時(shí)

為保證靶標(biāo)檢測(cè)與噴霧的一致性，計(jì)算噴霧軟件延時(shí)，則

(1)

式中tinherent_delay—系統(tǒng)固有延時(shí)，即激光探測(cè)靶標(biāo)至噴頭噴出農(nóng)藥的時(shí)間；

L—激光雷達(dá)提前于噴頭的安裝距離；

v—噴霧車輛行駛速度。

4 WiFi通信

Android遙控器與噴霧控制器間的WiFi通信采用基于TCP協(xié)議的通信方式[18-20]，通過(guò)套接字Socket網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行通信[21-22]，Android遙控器作為客戶端，噴霧控制器作為服務(wù)器端，具體通信示意圖如圖9所示。

圖9 WiFi通信示意圖Fig.9 Schematic diagram of WiFi communication

第1步，服務(wù)器端調(diào)用函數(shù)listen將socket設(shè)為監(jiān)聽(tīng)模式；第2步，客戶端向服務(wù)器端發(fā)送連接請(qǐng)求；第3步，服務(wù)器端不斷調(diào)用函數(shù)accept接收連接請(qǐng)求，并創(chuàng)建線程接收來(lái)自客戶端傳來(lái)的數(shù)據(jù)，同時(shí)創(chuàng)建數(shù)據(jù)發(fā)送線程準(zhǔn)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；第4步，客戶端向socket網(wǎng)絡(luò)發(fā)送噴霧參數(shù)，并新建線程用來(lái)接收服務(wù)器端傳來(lái)的噴頭狀態(tài)；第5步，服務(wù)器端調(diào)用函數(shù)recv不斷從socket網(wǎng)絡(luò)接收來(lái)自客戶端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，接受完后數(shù)據(jù)發(fā)送線程，線程根據(jù)客戶端傳來(lái)的噴霧參數(shù)進(jìn)行激光數(shù)據(jù)采集、靶標(biāo)檢測(cè)，并將噴頭開(kāi)閉指令通過(guò)串口通信發(fā)送給下位機(jī)；第6步，調(diào)用函數(shù)send將噴頭狀態(tài)發(fā)送給客戶端遙控器；第7步，客戶端從socket網(wǎng)絡(luò)接收服務(wù)器端發(fā)送的噴頭開(kāi)閉狀態(tài)，并發(fā)送給遙控器界面進(jìn)行刷新顯示。在退出按鈕按下后，兩端都關(guān)閉socket，并清理緩存。

由于噴霧控制器處于不同的局域網(wǎng)下IP地址會(huì)發(fā)生變化，如果IP地址在程序中寫(xiě)死會(huì)不利于用戶更改，所以將此系統(tǒng)設(shè)計(jì)為用戶在控制臺(tái)輸入IP地址，按Enter鍵后才能建立socket，調(diào)用函數(shù)bind為socket綁定一開(kāi)始用戶輸入的IP地址和指定的端口號(hào)。其中，IP地址的查看方法：控制面板—>查看網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和任務(wù)—>WLAN—>詳細(xì)信息—>IPv4地址，IPv4地址即我們所需要的IP地址。

由于在調(diào)用函數(shù)recv接收遙控器端傳來(lái)的噴霧參數(shù)是字符串，所以需要將噴霧模式、速度、距離閾值等參數(shù)分離開(kāi)來(lái)才能進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理操作?？蛻舳税l(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，為接收后方便分離各參數(shù)，每個(gè)參數(shù)后面會(huì)連同一個(gè)“,”一起發(fā)送，最后一個(gè)字符會(huì)以“ ”結(jié)尾。這里定義了一個(gè)二維數(shù)組q[6][50]，以“,”為分隔符將第j個(gè)參數(shù)依次放入q[j-1]個(gè)數(shù)組中。同時(shí)調(diào)用函數(shù)strtof將速度、距離值轉(zhuǎn)化為float型。

5 試驗(yàn)及結(jié)果分析

5.1 靶標(biāo)探測(cè)精度

為了更直觀地看到所開(kāi)發(fā)的噴霧系統(tǒng)的對(duì)靶噴霧效果，利用庫(kù)函數(shù)離線采集樹(shù)木靶標(biāo)，將采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)保存為data.dat文件，用MatLab讀取data.dat的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，獲得處理后靶標(biāo)的圖像并與實(shí)際樹(shù)木進(jìn)行對(duì)比比較。

試驗(yàn)采用日本Hokuyo公司生產(chǎn)的二維激光掃描儀UTM-30LX，載運(yùn)車輛速度為0.5m/s。試驗(yàn)測(cè)量的實(shí)際場(chǎng)景如圖10(a)所示，包含了兩棵低矮葉片密集的桂花樹(shù)，符合精確對(duì)靶果園噴霧機(jī)的適用要求。其中，試驗(yàn)裝置二維激光傳感器距離樹(shù)干中心3m，采集時(shí)采用單側(cè)采集，角度的范圍為[92.5°，192.5°]，對(duì)應(yīng)為右側(cè)4個(gè)噴嘴區(qū)域，設(shè)置距離閾值為6m，則距離閾值內(nèi)車載二維激光掃描儀獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影到xz平面顯示樹(shù)木檢測(cè)結(jié)果如圖10(b)所示。試驗(yàn)中，樹(shù)木樹(shù)冠及樹(shù)干均被檢測(cè)出來(lái)，在x方向上樹(shù)冠在0到4m范圍內(nèi)，樹(shù)冠高度即z方向上在0～2.7m范圍內(nèi)。

(a) 測(cè)試用樹(shù)

(b) 樹(shù)木激光點(diǎn)云圖10 樹(shù)木靶標(biāo)點(diǎn)云采集Fig.10 Acquisition of tree targets’ point clouds

對(duì)應(yīng)噴頭區(qū)域的噴霧靶標(biāo)的有無(wú)如圖11所示。其中，黑色線表示對(duì)應(yīng)的噴頭噴霧區(qū)域內(nèi)存在靶標(biāo)，白色部分表示不存在靶標(biāo)。

(a) T為1%

(b) T為10%

(c) T為30%

(d) T為50%圖11 不同靶標(biāo)檢測(cè)閾值下對(duì)應(yīng)噴頭區(qū)域噴霧結(jié)果Fig.11 Spray results of corresponding nozzles’ areas under different target threshold values

算法中每個(gè)噴霧區(qū)域內(nèi)檢測(cè)點(diǎn)數(shù)為100，T為設(shè)定的靶標(biāo)檢測(cè)閾值。對(duì)比圖11中(a)、(b)、(c)、(d)可以看出：設(shè)置的T不同，對(duì)應(yīng)的噴頭區(qū)域靶標(biāo)檢測(cè)結(jié)果也不同；圖11(a)為噴霧區(qū)域內(nèi)存在1%的點(diǎn)在距離閾值范圍內(nèi)即為有靶標(biāo)，可以看出靶標(biāo)檢測(cè)過(guò)于密集，無(wú)法篩選出有效靶標(biāo)，使得在噴霧時(shí)導(dǎo)致農(nóng)藥浪費(fèi)；圖11(b)為噴霧區(qū)域內(nèi)存在10%的點(diǎn)在距離閾值范圍內(nèi)即為有靶標(biāo)，檢測(cè)較密集，結(jié)合圖10(b)可以看出噴頭5和噴頭7對(duì)應(yīng)噴霧區(qū)域在x=4m處時(shí)檢測(cè)到非靶標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行噴霧；圖11(d)為噴霧區(qū)域內(nèi)存在50%的點(diǎn)在距離閾值范圍內(nèi)即為有靶標(biāo)，檢測(cè)靶標(biāo)過(guò)于粗糙，對(duì)比圖10(b)可知，噴頭5和噴頭7對(duì)應(yīng)噴霧區(qū)域噴霧減少過(guò)多，無(wú)法進(jìn)行有效噴霧；圖11(c)為噴霧區(qū)域內(nèi)存在30%的點(diǎn)在距離閾值范圍內(nèi)即為有靶標(biāo)，相對(duì)于1%、10%、50%更加合理。綜上可得出下面結(jié)論：

1)試驗(yàn)采用單側(cè)采集靶標(biāo)，即圖11(c)中噴頭1、2、3、4對(duì)應(yīng)區(qū)域不存在靶標(biāo)，而圖10(b)中激光樹(shù)木點(diǎn)云對(duì)應(yīng)噴頭5、6、7、8的噴霧區(qū)域。

2)圖11(c)中在噴頭對(duì)應(yīng)的5、6、7、8的噴霧區(qū)域中，噴頭8對(duì)應(yīng)區(qū)域不存在靶標(biāo)即在角度范圍[167.5°，192.5°]內(nèi)不存在靶標(biāo)。

3)噴頭7對(duì)應(yīng)區(qū)域?qū)?yīng)于圖10(b)中樹(shù)木高度大約0.5m左右的部分，其中第一段黑色區(qū)域?yàn)閤軸0.7～1m范圍內(nèi)桂花樹(shù)的樹(shù)冠垂落的部分。由于靶標(biāo)樹(shù)木樹(shù)干的支干較多，因此噴頭7中后面兩段黑色區(qū)域?yàn)闃?shù)干部分的檢測(cè)。

4)噴頭6和噴頭7噴霧區(qū)域?qū)?yīng)圖10(b)中樹(shù)冠中部和上部，樹(shù)冠密集，因此圖11(c)中噴霧6、7部分黑色近乎連續(xù)，而7部分的黑色出現(xiàn)斷點(diǎn)表示樹(shù)冠上部的枝葉不平整和不夠密集所導(dǎo)致的。

5.2 遙控器調(diào)試

Android 平板遙控器自動(dòng)模式下調(diào)試結(jié)果如圖12所示。圖12(a)是自動(dòng)噴霧模式下Android遙控器界面，圖12(b)是對(duì)應(yīng)的下位機(jī)的LED的亮滅情況。

(a) 自動(dòng)模式下界面

(b) 下位機(jī)圖12 Android 遙控器調(diào)試結(jié)果Fig.12 Debugging results of Android remote controller

6 結(jié)論

1)設(shè)計(jì)了基于Android平臺(tái)的遙控器，能夠在WiFi條件下遠(yuǎn)程控制噴霧機(jī)并在遙控器界面實(shí)時(shí)顯示噴頭啟閉狀態(tài)。

2)設(shè)計(jì)了噴霧控制器，能夠根據(jù)遙控器界面發(fā)來(lái)的指令以及二維激光傳感器掃描數(shù)據(jù)生成噴霧指令。一方面將噴頭啟閉狀態(tài)通過(guò)WiFi發(fā)送給遙控器，在界面顯示出來(lái)，另一方面將噴頭狀態(tài)通過(guò)串口發(fā)送給下位機(jī)，控制電磁閥，以此控制噴頭的開(kāi)閉。

3)設(shè)計(jì)基于二維激光雷達(dá)的靶標(biāo)探測(cè)算法，引入軟件延時(shí)，保證靶標(biāo)檢測(cè)與噴霧的一致性。