[發(fā)明專利]一種基于電磁檢測(cè)的大棚智能噴藥機(jī)器人及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510247544.2
• 申請(qǐng)日: 2015-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104850123B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董永波;張慧芬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能機(jī)器人，特別是針對(duì)一種基于電磁檢測(cè)的大棚智能噴藥機(jī)器人及方法。

背景技術(shù)

電磁檢測(cè)是用交變電流的導(dǎo)線所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)進(jìn)行路徑檢測(cè)。通過(guò)架設(shè)導(dǎo)線設(shè)置路徑導(dǎo)向，導(dǎo)線中通交流電流時(shí)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，利用磁場(chǎng)傳感器不斷對(duì)電磁場(chǎng)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)路徑的檢測(cè)。

目前，給大棚噴藥的工作主要由人工完成。人工噴藥存在以下不利因素：1、藥物對(duì)人體有害，會(huì)引起人體的潛在的病變危害。2、噴藥效率低下，人工噴藥不僅消耗體力，更耽誤時(shí)間。3、藥物利用率低，人工噴藥會(huì)造成噴藥不均勻，藥物滴漏等問(wèn)題，導(dǎo)致藥物的浪費(fèi)。有一些機(jī)械噴藥裝置應(yīng)用在大棚噴藥方面，但這些噴藥裝置存在以下弊端：1、需要人為控制，不能夠自主完成噴藥全過(guò)程。2、噴藥量不合理，藥物浪費(fèi)嚴(yán)重，藥物利用率不夠高。3、工作方式不符合現(xiàn)在大棚的建園標(biāo)準(zhǔn)。4、操作方式復(fù)雜。

因此，目前大棚噴藥方式存在許多弊端，發(fā)明一種基于電磁檢測(cè)的大棚智能噴藥機(jī)器人及方法可以用來(lái)解決大棚噴藥的問(wèn)題，幫助大棚種植戶輕松的完成對(duì)大棚果蔬植物的噴藥。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法滿足上述大棚噴藥方面的問(wèn)題，提供了一種基于電磁檢測(cè)的大棚智能噴藥機(jī)器人及方法，該大棚智能噴藥機(jī)器人通過(guò)磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)電磁場(chǎng)沿導(dǎo)線移動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能識(shí)別大棚區(qū)建園路徑自主移動(dòng)，通過(guò)檢測(cè)永磁鐵確定果蔬植物種植區(qū)間開(kāi)始和結(jié)束位置，通過(guò)圖像處理識(shí)別果蔬植物，根據(jù)不同果蔬植物及所處的不同生長(zhǎng)時(shí)期合理控制噴藥量，同時(shí)完成對(duì)2列果蔬植物頂部、中部和底部噴藥，智能完成對(duì)大棚果蔬植物的整個(gè)噴藥過(guò)程。

為了完成上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

一種基于電磁檢測(cè)的大棚智能噴藥機(jī)器人，其特征在于，所述大棚智能噴藥機(jī)器人包括：中央控制器、電磁檢測(cè)識(shí)別路徑模塊、永磁鐵檢測(cè)模塊、圖像處理模塊、噴藥模塊、配藥模塊、藥物檢測(cè)模塊、無(wú)線通信模塊、人機(jī)交互模塊、自身狀態(tài)檢測(cè)模塊、行駛模塊、報(bào)警模塊、存儲(chǔ)模塊、供電模塊。所述的中央控制器分別與電磁檢測(cè)識(shí)別路徑模塊、永磁鐵檢測(cè)模塊、圖像處理模塊、噴藥模塊、配藥模塊、藥物檢測(cè)模塊、無(wú)線通信模塊、人機(jī)交互模塊、自身狀態(tài)檢測(cè)模塊、行駛模塊、報(bào)警模塊、存儲(chǔ)模塊、供電模塊連接，所述的供電模塊分別與中央控制器、電磁檢測(cè)識(shí)別路徑模塊、永磁鐵檢測(cè)模塊、圖像處理模塊、噴藥模塊、配藥模塊、藥物檢測(cè)模塊、無(wú)線通信模塊、人機(jī)交互模塊、自身狀態(tài)檢測(cè)模塊、行駛模塊、報(bào)警模塊、存儲(chǔ)模塊連接。通過(guò)以上各個(gè)模塊的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的工作，實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能，完成大棚智能噴藥機(jī)器人對(duì)大棚果蔬植物的噴藥工作。

所述的中央控制器分別與電磁檢測(cè)識(shí)別路徑模塊、永磁鐵檢測(cè)模塊、圖像處理模塊、噴藥模塊、配藥模塊、藥物檢測(cè)模塊、無(wú)線通信模塊、人機(jī)交互模塊、自身狀態(tài)檢測(cè)模塊、行駛模塊、報(bào)警模塊、存儲(chǔ)模塊、供電模塊連接，接收和處理各模塊的采集信息和數(shù)據(jù)，快速控制各個(gè)模塊完成具體功能。

所述的電磁檢測(cè)識(shí)別路徑模塊采用磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)交變電流產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)進(jìn)行識(shí)別路徑技術(shù)。通過(guò)在大棚區(qū)果蔬植物種植區(qū)外的空地過(guò)道上方懸空架設(shè)包裹防水、防腐蝕絕緣層的直導(dǎo)線，直導(dǎo)線中通交流電流以產(chǎn)生交變的電磁場(chǎng)；機(jī)器人上架起一個(gè)支撐桿安裝磁場(chǎng)傳感器接近通有交變電流的直導(dǎo)線用來(lái)檢測(cè)交流電流產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)，交變電流由交變電流電源提供；機(jī)器人通過(guò)處理磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)的交變磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向信息識(shí)別所處的空間位置，沿著直導(dǎo)線架設(shè)的位置循交變電磁場(chǎng)前進(jìn)；電磁檢測(cè)識(shí)別路徑模塊包括磁場(chǎng)傳感器、導(dǎo)線、交變電流電源。

所述的永磁鐵檢測(cè)模塊完成機(jī)器人對(duì)果蔬植物種植區(qū)之間開(kāi)始和結(jié)束位置檢測(cè)，在果蔬植物種植區(qū)外的空地過(guò)道上方架設(shè)的導(dǎo)線上方處果蔬植物種植區(qū)之間開(kāi)始和結(jié)束位置安裝永磁鐵，機(jī)器人上安裝永磁鐵檢測(cè)裝置靠近永磁鐵位置；當(dāng)機(jī)器人檢測(cè)到永磁鐵時(shí)記錄檢測(cè)永磁鐵的次數(shù)確定出果蔬植物種植區(qū)之間開(kāi)始和結(jié)束位置，在進(jìn)入果蔬植物種植區(qū)之間開(kāi)始位置控制開(kāi)始噴藥，在離開(kāi)果蔬植物種植區(qū)之間結(jié)束位置控制停止噴藥；中央控制器對(duì)永磁鐵檢測(cè)模塊檢測(cè)到的永磁鐵次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定區(qū)分噴藥起始位置、結(jié)束位置和噴藥具體情況的位置。永磁鐵檢測(cè)模塊包括永磁鐵和永磁鐵檢測(cè)裝置。

所述的圖像處理模塊完成對(duì)果蔬植物識(shí)別和實(shí)時(shí)攝像監(jiān)控周圍情況，圖像處理模塊包括云臺(tái)高清攝像頭、圖像采集卡、圖像處理軟件；圖像處理模塊采用圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)，通過(guò)云臺(tái)高清攝像頭拍攝果蔬植物的圖像，通過(guò)圖像采集卡和圖像處理軟件處理果蔬植物的圖像，提取到果蔬植物的重要外觀特征與存儲(chǔ)模塊中的果蔬植物圖像特征信息數(shù)據(jù)庫(kù)核對(duì)比較后對(duì)果蔬植物分類并判斷出果蔬植物的種類名稱。