[發明專利]一種田間除草機器人除草路徑規劃系統

在審

• 申請號: 202011170844.2
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112380926A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 李紹穩;張樂;徐靜;李志強;孟余耀;梁晉欣;傅雷揚;金秀
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/38;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06T5/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/136
• 代理公司: 合肥市科融知識產權代理事務所(普通合伙) 34126
• 代理人: 劉冉

本發明適用于計算機視覺技術領域，提供一種田間除草機器人除草路徑規劃系統，包括：深度相機用于采集關鍵幀圖像，并用于獲取目標的深度距離信息；計算機設備包括：目標識別單元用于識別關鍵幀圖像中的各目標；目標剪切單元用于對關鍵幀圖像中的各目標分別剪切得到目標圖像；目標圖像預處理單元用于對目標圖像進行預處理得到對應的目標二值化圖像；目標二維中心坐標點計算單元用于計算目標的二維中心坐標點信息；路徑規劃單元用于根據目標的二維中心坐標點信息以及目標的深度距離信息規劃除草機器人的除草路徑。本發明通過目標的二維中心點坐標及其深度信息確定其中心點在空間中的位置，從而根據目標的位置規劃除草路徑，提高除草效率及除草精度。

技術領域

本發明屬于計算機視覺技術領域，尤其涉及一種田間除草機器人除草路徑規劃系統。

背景技術

為了實現田間農作物全生命周期綠色無公害的生長，以及農業的可持續性發展。眾多科研工作者將研究的重心投入到農業移動機器人的全自動除草領域。農業移動機器人的出現與使用，不僅可以代替人類完成枯燥無味和重復性的農業作業，而且可以在不同戶外環境中高效持續作業，還能夠提高生產效率和有效解放了人類的雙手。因此，在自然生長環境條件下，農業移動機器人如何準確快速的識別與清除田間農作物的雜草目標對于實現田間智能化管理起到重要作用。

現有的除草機器人，大多是通過圖像識別農作物與雜草，然后按照預設的除草路徑行走實現除草，但是雜草在田間的分布往往比較隨機，如果只按照預設的固定路線行走進行除草，在沒有雜草的位置可能會耽擱時間，影響除草效率。

可見，需要一種田間除草機器人除草路徑規劃系統來根據雜草具體的實際位置規劃田間除草機器人的除草行走路徑，以解決現有除草機器人只能按照預設的固定路線行走進行除草，在沒有雜草的位置可能會耽擱時間，除草效率低下等技術問題。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種田間除草機器人除草路徑規劃系統，旨在解決現有除草機器人只能按照預設的固定路線行走進行除草，在沒有雜草的位置可能會耽擱時間，除草效率低下的等技術問題。

本發明實施例是這樣實現的，所述田間除草機器人除草路徑規劃系統包括深度相機和計算機設備；

所述深度相機用于采集關鍵幀圖像，并用于獲取目標的深度距離信息，所述關鍵幀圖像為包含目標的彩色圖像，所述深度距離信息為目標的二維中心坐標點與深度相機之間的距離，所述目標包括農作物和雜草；

所述計算機設備包括：目標識別單元、目標剪切單元、目標圖像預處理單元、目標二維中心坐標點計算單元以及路徑規劃單元；

所述目標識別單元用于識別所述關鍵幀圖像中的各目標；

所述目標剪切單元用于對所述關鍵幀圖像中的各目標分別剪切得到目標圖像；

所述目標圖像預處理單元用于對所述目標圖像進行預處理得到對應的目標二值化圖像；

所述目標二維中心坐標點計算單元用于計算目標的二維中心坐標點信息，所述目標的二維中心坐標點信息包括雜草的中心點在所述關鍵幀圖像中的坐標以及農作物的中心點在所述關鍵幀圖像中的坐標；

所述路徑規劃單元用于根據所述目標的二維中心坐標點信息以及所述目標的深度距離信息規劃除草機器人的除草路徑。

本發明實施例提供的一種田間除草機器人除草路徑規劃系統，通過設置深度相機和計算機設備，并在計算機設備中設置目標二維中心坐標點計算單元以及路徑規劃單元，可以計算雜草和農作物的中心點在關鍵幀圖像中的坐標，然后根據深度相機獲取的雜草和農作物的中心點與深度相機之間的距離可以確定雜草和農作物的中心點在立體空間中的位置，從而可以以其中心點的位置作為農作物和雜草的位置，提高農作物和雜草的定位精度，進而可以提高除草的精確度。且路徑規劃規劃單元可以根據農作物和雜草的位置規劃除草機器人除草路徑，避免除草機器人在沒有雜草的位置耽擱時間，提高除草效率。