[發明專利]基于機器視覺的無人駕駛噴霧系統

在審

• 申請號: 201710738444.9
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107402590A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 胡耀華;李守藏;劉志杰
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;A01M7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明專利涉及一種適用于果園施藥的無人駕駛噴霧系統，屬于植保機械技術領域，具體涉及基于基于機器視覺的無人駕駛噴霧系統。

背景技術

我國是農業大國，農藥生產技術處于世界領先地位，但農藥施用技術和植保機械卻相對落后。農藥噴施自動化程度低，相應的增加了施藥的成本、占據了大量的勞動力。目前在農藥的自動化噴施方面，國內外已經做了大量相關的研究，但仍未研制出理想的無人駕駛的自動化噴藥裝置，因此開發自動化程度高的噴霧裝置對于提高噴霧技術、降低生產成本、解放勞動力具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的就是要在無人駕駛的情況下實現智能施藥，基于機器視覺技術獲取靶標的輪廓，并分析出靶標各處所需噴霧量，依此調整噴頭或風扇的位置和噴霧流量實現精準對靶施藥，并實時將噴霧機工作狀態反饋到手機端和電腦端，從而降低施藥成本，解放勞動力。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

基于機器視覺的無人駕駛噴霧系統，包括CAN總線、圖像采集處理模塊、行車機構、噴霧執行機構、藥箱檢測模塊、通訊模塊，所述的CAN總線的輸入端接有圖像采集處理模塊和藥箱檢測模塊，CAN總線的輸出端接有噴霧執行機構、通訊模塊，所述的行車機構與CAN總線的信息傳遞是雙向的。

所述的圖像采集處理模塊，采用相機或攝像頭等圖像獲取裝置對靶標的圖像進行實時采集，并對靶標的輪廓進行提取，將采集處理結果傳送至CAN總線，圖像采集處理模塊的信號輸出端與CAN總線的信號輸入端相連。

所述的行車機構，包括行車速度和方向、行車避障，利用BDS或GPS進行導航定位，通過CAN總線與行車機構之間的信息交互完成車輛的自行走。

所述的噴霧執行機構包括噴頭或風扇的位置調節、流量調節。

所述的藥箱檢測模塊，在藥箱里裝置浮子、滑線變阻器和傳感器，用電路連接起來，將測量的位信號轉化為電信號來測量藥箱剩余的藥量。

所述的通訊模塊的信號輸入端與CAN總線的信號輸出端連接，將噴霧機工作時間、噴藥量、藥箱剩余藥量等信號發送至手機端和電腦端。

本發明的優點在于CAN總線根據圖像采集處理模塊獲得靶標的形狀后分析出靶標不同區域所需的藥量，從而控制噴霧執行機構進行完成噴霧，同時又利用無人導航技術實現車輛的自行走，節省了勞動力，通訊模塊可將噴霧機的工作狀態、藥箱剩余藥量等信號實時發送給手機端和電腦端，使得用戶可實時獲取。

附圖說明

圖1是本發明的原理圖

其中1是CAN總線；2是圖像采集處理模塊；3是手機端；4是電腦端；5是通訊模塊；6是藥箱檢測模塊；7是噴霧執行機構；8是流量調節；9是噴頭或風扇位置調節；10是行車避障；11是行車速度和方向；12是行車機構

具體實施方式

基于機器視覺的無人駕駛噴霧系統，包括CAN總線、圖像采集處理模塊、行車機構、噴霧執行機構、藥箱檢測模塊、通訊模塊。

圖像采集處理模塊，首先利用相機或攝像頭等圖像獲取裝置對靶標的圖像進行實時采集，并對靶標的輪廓進行提取，將采集結果傳送至CAN總線，CAN總線分析計算出靶標各個區域所需的噴霧量。

行車機構，包括行車速度和方向、行車避障，利用BDS或GPS進行導航定位。CAN總線將導航定位信號分析處理后發送給行車機構控制其行走，在車輛行走過程中行車機構又將車輛實時狀態反饋給CAN總線以完成車輛的自行走。

噴霧執行機構，由噴頭或風扇位置調節和流量調節組成。CAN總線將來自圖像采集處理模塊和行車機構傳送的信號分析處理，發送給噴霧執行機構，噴霧執行機構依據CAN總線發送的信號來調節噴頭或風扇的位置、控制流量等。

藥箱檢測模塊，在藥箱里裝置浮子、滑線變阻器和傳感器，用電路連接起來，將測量的位信號轉化為電信號來測量藥箱剩余的藥量，并將信號發送給CAN總線。

通訊模塊，所述通訊模塊的信號輸入端與CAN總線的信號輸出端連接，CAN總線整合來自圖像采集處理模塊、行車機構、藥箱檢測模塊傳送的信號發送給通訊模塊，在手機端和電腦端將接收到來自CAN總線發送的噴霧機的工作時間、工作量、噴藥量、藥箱剩余藥量等信號，以便用戶實時的觀察噴霧機和車輛的工作狀態。