[發(fā)明專利]一種基于機器視覺的除蟲除草噴藥機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410407549.2
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104186451B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐晶磊;史澤華;龔力;王杰;李嵩;薛璇;劉燁
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號: A01M7/00
• 分類號: A01M7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于機器視覺的除蟲除草噴藥機器人，屬于農(nóng)業(yè)機械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

中國是發(fā)展的農(nóng)業(yè)大國，改革開放三十年，中國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟取得了飛躍進步，但我國農(nóng)業(yè)發(fā)展仍然面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在農(nóng)作物的田間生產(chǎn)管理過程中，雜草和病蟲害一直是影響農(nóng)作物生長和產(chǎn)量的主要因素。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國因蟲害草害引起的作物產(chǎn)量損失每年約占糧食總產(chǎn)23％，損失糧食達(dá)上百億公斤。我國農(nóng)藥化肥的生產(chǎn)量和施用量居世界首位，單位面積使用量是美國的2.6倍，但農(nóng)藥的利用率僅在30％左右。因此研究一種高效的除蟲除草噴藥機器人，對提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和糧食等作物產(chǎn)量均具有重要的現(xiàn)實意義和廣闊的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)農(nóng)田除蟲除草采用田間大面積統(tǒng)一定量均勻噴灑，導(dǎo)致化學(xué)除蟲劑和除草劑利用率較低。同時，還導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染、化學(xué)農(nóng)藥殘留超標(biāo)和害蟲及雜草抗藥性增強等嚴(yán)重的生態(tài)與農(nóng)產(chǎn)品安全問題，嚴(yán)重威脅人類的健康，智能變量噴施除蟲除草劑能夠保護環(huán)境和提高作物產(chǎn)量，是促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要途徑。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于機器視覺的除蟲除草噴藥機器人。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于機器視覺的除蟲除草噴藥機器人，一種基于機器視覺的除蟲除草噴藥機器人，其包括可行走的車架、藥水箱、視覺導(dǎo)航裝置、視覺感知裝置、動力裝置、主控系統(tǒng)和噴灑裝置，其特征在于，所述的藥水箱為兩個；所述的視覺導(dǎo)航裝置包括第一支架和兩個第一攝像頭，所述的第一支架安裝在所述的車架的前端，所述的兩個第一攝像頭均以與地面成45度角的方式并排安裝在所述的第一支架上，所述的第一攝像頭與所述的主控系統(tǒng)相連，所述的主控系統(tǒng)將所述的第一攝像頭采集到的圖像經(jīng)過處理后，用來識別所述除蟲除草噴藥機器人在農(nóng)田中的導(dǎo)航路徑；所述的視覺感知裝置包括設(shè)置在所述的車架兩端的兩個第二支架和設(shè)置在每個第二支架上的第二攝像頭，所述的兩個第二攝像頭均以與地面成45度角的方式分別安裝在各自的第二支架上，所述的第二攝像頭與所述的主控系統(tǒng)相連，所述的主控系統(tǒng)將所述的第二攝像頭采集到的圖像經(jīng)過處理后，對農(nóng)田的雜草和農(nóng)作物上的害蟲進行識別和定位；所述的噴灑裝置設(shè)置于所述的藥水箱的后方，所述的噴灑裝置包括兩排橫向水管和分別沿所述的兩排橫向水管間隔分布的除草噴頭和除蟲噴頭，所述的除草噴頭與除蟲噴頭相間隔布置。

進一步，為了提高除草噴頭與除蟲噴頭噴灑的壓力，以提高噴灑效果，該基于機器視覺的除蟲除草噴藥機器人還包括水泵，所述的水泵安裝在車架上，所述的藥水箱的出水端經(jīng)所述的水泵的進水管和所述的水泵的進水口相連，所述的水泵的出水管與所述的噴灑裝置的橫向水管相連。

為了進一步提高除草噴頭與除蟲噴頭的噴灑效果，使二者能夠以合理的流速和流量進行噴灑，所述水泵的出水管和所述噴灑裝置之間還設(shè)有分水機構(gòu)。

進一步，作為優(yōu)選，所述的分水機構(gòu)包括分水管和控制該分水管流量的分水控制器，所述的噴灑裝置的橫向水管具有能分別與所述分水管的出水管口相對接的入水口。

進一步為了提高了整個機器人的動力以及抓地力，適合于在田間行走，所述的動力裝置由柴油發(fā)動機提供動力，并采用四輪驅(qū)動。

進一步，為了使該機器人具有較好的導(dǎo)航能力，所述的第一支架的高度高于一米，且高于所述的第二支架的高度。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案所能達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明提供的一種基于機器視覺的除蟲除草噴藥機器人能夠快速有效的識別田間草害和蟲害程度，并根據(jù)草害和蟲害程度變量噴灑除草劑或者除蟲劑，適合田間實時工作。以機器代替了人工勞動，降低了勞動強度。將農(nóng)藥通過水泵提取，通過視覺感知系統(tǒng)實現(xiàn)對雜草和蟲害的識別及定位，由控制系統(tǒng)根據(jù)雜草和蟲害的位置信息及危害程度，分別利用尾部2橫向水管的多個噴頭變量噴灑農(nóng)藥，大大提高了工作效率，農(nóng)田管理成本得到降低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種基于機器視覺的除蟲除草噴藥機器人的正視圖；

圖2是本發(fā)明的一種基于機器視覺的除蟲除草噴藥機器人的側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明的一種基于機器視覺的除蟲除草噴藥機器人的后視圖.

圖中，1、藥水箱，2、車架，3、第一支架，4、第一攝像頭，5、第二支架，6、第二攝像頭，7、橫向水管，8、除草噴頭，9、除蟲噴頭。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。