[發明專利]應用于農業機器人的農作物多光譜圖像的采集裝置

有效

• 申請號: 201711019016.7
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107920190B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 馮青春;王秀;李翠玲;鄒偉
• 申請（專利權）人: 北京農業智能裝備技術研究中心
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;F16M11/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

技術領域

本發明涉及機器視覺技術領域，更具體地，涉及一種應用于農業機器人的農作物多光譜圖像的采集裝置。

背景技術

隨著我國農業自動化的發展，機器人在農業中得到了越來越廣泛的應用，其中，利用機器視覺技術，使用機器人收集農作物的信息，也是機器人在農業中應用的一個重要方面。

農業環境下作物的莖葉果復雜多樣、且可見光波段色系相近，對機器人準確獲取作物不同組織視覺信息形成巨大挑戰。然而由于植物不同組織內在微觀組織成分(碳水化合物、水分和纖維等)的差異性，植物的莖、葉、果等不同部位在特定非可見光波段的反射特性呈現明顯差異。因此根據作物莖葉果的不同反射特性，精確采集其特定波段的圖像，有利于去除雜光引起的干擾，并且融合不同波段的光譜圖像，有利于提高機器人對作物莖、葉、果等不同部位的識別準確性。

目前，使用機器人收集農作物的信息主要是通過攝像機采集農作物可見光全波段或者單一波段的圖像，并通過對采集的光譜圖像進行智能化處理，獲得所需要的信息，存在雜光干擾或者單一波段信息有限的問題，影響對目標區域的信息獲取的準確性。

發明內容

為了克服上述問題或者至少部分地解決上述問題，本發明提供一種應用于農業機器人的農作物多光譜圖像的采集裝置。

根據本發明的一個方面，提供一種應用于農業機器人的農作物多光譜圖像的采集裝置，包括：底座、攝像機、濾光片切換部件、限位部件和預設數量的濾光片；攝像機與底座固定連接，濾光片切換部件與底座連接且濾光片切換部件可相對底座運動，限位部件包括第一部件和第二部件，第一部件可相對第二部件運動，且第二部件可阻止第一部件運動，第一部件與濾光片切換部件固定連接，第二部件與底座固定連接，濾光片固定于濾光片切換部件；濾光片切換部件，用于控制濾光片運動并將濾光片覆蓋在攝像機的鏡頭的正前方；限位部件，用于在濾光片移動并覆蓋在攝像機的鏡頭的正前方時，阻止濾光片切換部件的運動，并使濾光片切換部件保持靜止。

其中，該應用于農業機器人的農作物多光譜圖像的采集裝置的濾光片切換部件還包括攝像機固定件；攝像機通過攝像機固定件與底座固定連接，攝像機固定件為具有直角的L型條狀件，攝像機固定件的一端設有圓柱型通孔，攝像機固定件通過第一螺釘穿過圓柱型通孔與底座固定連接，攝像機固定件的另一端設有長條型通孔，攝像機固定件通過第二螺釘穿過長條型通孔與攝像機固定連接。

其中，濾光片切換部件包括轉輪和轉輪軸；轉輪呈圓盤狀，轉輪的軸線垂直于攝像機的鏡頭，轉輪上均勻設有預設數量的通孔，通孔，用于固定濾光片，轉輪的中心部位還設有中心孔，轉輪軸穿過轉輪的中心孔與轉輪同軸線固定連接，轉輪軸設有外螺紋，底座設有螺紋孔，螺紋孔設有與轉輪軸的外螺紋相配合的內螺紋，轉輪軸通過以旋轉進出螺紋孔的方式與底座連接。

其中，濾光片為圓形薄片，通孔為圓孔。

其中，濾光片切換部件還包括濾光片固定環；濾光片的直徑均相同，通孔為臺階通孔，通孔的靠近攝像機端的內徑小于濾光片的直徑，通孔的遠離攝像機端的內徑大于濾光片的直徑，通孔內設有內螺紋，通孔內的內螺紋位于通孔的遠離攝像機端；濾光片固定環為圓環，濾光片固定環的外圓的直徑與通孔的遠離攝像機端的內徑相同，濾光片固定環的內圓的直徑小于濾光片的直徑，濾光片固定環的外圓周上設有與通孔的內螺紋相配合的外螺紋，濾光片固定環通過通孔的內螺紋和濾光片固定環的外螺紋旋入通孔，濾光片放入通孔的遠離攝像機端，并通過濾光片固定環和通孔的靠近攝像機端固定在通孔內。

其中，第一部件包括旋轉定位輪，第二部件包括鋼珠和彈簧；旋轉定位輪呈齒輪狀，旋轉定位輪的中心部位設有中心孔，轉輪軸穿過旋轉定位輪的中心孔與旋轉定位輪同軸線固定連接，旋轉定位輪的外圓周上設有預設數量的凹槽；底座包括圓柱形凹陷部位，螺紋孔設置在圓柱形凹陷部位的底部，且圓柱形凹陷部位的軸線與所述螺紋孔的軸線重合，圓柱形凹陷部位的側壁設有圓孔，圓孔的軸線穿過旋轉定位輪的軸線且平行于轉輪所在的平面，彈簧置于圓孔內，鋼珠置于彈簧上，鋼珠在彈簧的彈力作用下嵌入到旋轉定位輪的凹槽內。

其中，鋼珠的直徑大于圓孔的直徑，彈簧的自然長度大于圓孔的深度。

其中，圓孔位于旋轉定位輪的下方，圓孔的軸線沿豎直方向。