[實(shí)用新型]基于圖像處理的噴藥機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420211225.7
• 申請(qǐng)日: 2014-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN203860305U
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭亭亭;楊然兵;李娟;李哲;閆法兵;柴恒輝;李新勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A01M7/00
• 分類號(hào): A01M7/00
• 代理公司: 青島聯(lián)信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 37227
• 代理人: 傅培

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及噴藥方法，特別涉及一種基于圖像處理的智能噴藥方法，還涉及一種基于圖像處理的噴藥機(jī)器人。

背景技術(shù)

當(dāng)前我國(guó)常見的噴藥反式為由工作人員背負(fù)機(jī)械式或電動(dòng)式噴藥機(jī)對(duì)某一區(qū)域需要除草的田地或者植物進(jìn)行大面積噴灑，這種方式存在很多缺點(diǎn)：1、噴藥效率低，使得農(nóng)民投入加大；這是因?yàn)樾枰獙?duì)區(qū)域的所有植物包括雜草進(jìn)行噴藥，造成噴藥的面積增大，另外，傳統(tǒng)的機(jī)械式或電動(dòng)式噴藥機(jī)效率低下；2、對(duì)操作者身體傷害大；這是由于由于農(nóng)藥中含有大量的化學(xué)成分，這些化學(xué)成分對(duì)人體都有不同程度的毒性；3、對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響大；這是由于藥液極易通過滲透等途徑進(jìn)入土壤和水源從而間接污染環(huán)境，調(diào)查研究顯示，農(nóng)藥污染往往需要數(shù)百年的時(shí)間才能恢復(fù)。

中國(guó)專利201320057120.6提出了一種“單/雙子葉雜草識(shí)別噴藥管理裝置”，該系統(tǒng)包括：智能手機(jī)或掌上電腦，及集成在其上依次連接的圖像采集、圖像識(shí)別、葉片分類和結(jié)果顯示及發(fā)送模塊。該裝置可在識(shí)別農(nóng)田單/雙子葉雜草及群落組合的基礎(chǔ)上，快速給出不同除草劑配比組合的方案，實(shí)現(xiàn)除草劑的變量和高效利用，具有便攜、實(shí)用、普及率高的特點(diǎn)。然而，由于該裝置主要針對(duì)單/雙子葉雜草的識(shí)別，只能智能識(shí)別特定的雜草而不能針對(duì)特定的作物進(jìn)行噴藥，這樣大大限制了噴藥的功能及范圍；同時(shí)該系統(tǒng)的圖像處理采用的是工控機(jī)，成本較高，并且工控機(jī)的功耗較大，不利于使用在便攜的設(shè)備上。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種基于圖像處理的智能噴藥方法；本實(shí)用新型還提供了基于圖像處理的噴藥機(jī)器人，所述噴藥機(jī)器人既能對(duì)作物進(jìn)行除蟲劑的噴灑，還能對(duì)雜草進(jìn)行識(shí)別并噴灑除草劑。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：基于圖像處理的智能噴藥的方法包括如下步驟：通過視頻采集模塊實(shí)時(shí)采集前方區(qū)域的圖像并送入數(shù)字信號(hào)處理器分析、處理，數(shù)字信號(hào)處理器將處理結(jié)果送至嵌入式處理器，嵌入式處理器根據(jù)移動(dòng)平臺(tái)所在區(qū)域內(nèi)植物和雜草的分布情況，控制移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至待采集區(qū)域附近，嵌入式處理器通過噴藥機(jī)械手舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)而驅(qū)動(dòng)噴藥機(jī)械手將噴藥桿送到待噴藥區(qū)域內(nèi)的雜草附近。嵌入式處理器控制除草劑噴藥電機(jī)繼電器吸合進(jìn)而控制除草劑噴藥電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行噴灑除草劑，同時(shí)噴藥桿所連舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)除草劑噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到噴灑均勻的目的；噴灑完畢后，嵌入式處理器控制除草劑噴藥電機(jī)繼電器釋放進(jìn)而停止除草劑噴藥電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；然后，嵌入式處理器通過噴藥機(jī)械手舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)而驅(qū)動(dòng)噴藥機(jī)械手將噴藥桿送到待噴藥區(qū)域內(nèi)的作物附近，此時(shí)嵌入式處理器控制除蟲劑噴藥電機(jī)繼電器吸合進(jìn)而控制除蟲劑噴藥電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行噴灑除蟲劑，噴灑完畢后，嵌入式處理器控制除蟲劑噴藥電機(jī)繼電器釋放進(jìn)而停止除蟲劑噴藥電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選的是，所述噴藥方法還包括人工干預(yù)步驟：噴藥機(jī)器人噴灑農(nóng)藥時(shí)，無線視頻發(fā)射模塊將路況攝像機(jī)采集的視頻實(shí)時(shí)傳輸給無線視頻接收器，無線視頻接收器通過AV線與監(jiān)控顯示器連接，工作人員通過監(jiān)控顯示器可以實(shí)時(shí)觀測(cè)智能噴藥機(jī)器人所處區(qū)域的工作環(huán)境和工作狀態(tài)；同時(shí)，工作人員通過操作按鍵進(jìn)而通過ZIGBEE協(xié)調(diào)器發(fā)射信號(hào)，ZIGBEE節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)后傳輸給MSP430控制器，MSP430控制器通過控制兩自由度云臺(tái)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)而控制兩自由度云臺(tái)動(dòng)作，工作人員可以查看不同角度的噴藥機(jī)器人周圍工作環(huán)境和工作狀態(tài)；根據(jù)查看結(jié)果控制噴藥裝置的判斷噴藥機(jī)器人的噴藥區(qū)域和藥量。