[發(fā)明專利]一種基于openMV自動(dòng)對(duì)靶施藥控制系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110277169.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN112806342A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖麗萍;梁永安;蔡金平;劉木華;鄧方遷;蔡翰;熊欽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A01M7/00
• 分類號(hào): A01M7/00;G06K9/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明專利公開了一種基于openMV自動(dòng)對(duì)靶施藥控制系統(tǒng)，包括openMV機(jī)器視覺模塊、電源電路模塊、自動(dòng)對(duì)靶模塊、自動(dòng)調(diào)節(jié)噴頭高度模塊、自動(dòng)施藥模塊；openMV機(jī)器視覺模塊包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、單片機(jī)控制模塊。一種基于openMV自動(dòng)對(duì)靶施藥控制系統(tǒng)通過openMV圖像采集模塊對(duì)作業(yè)區(qū)圖像進(jìn)行采集，再將采集圖像進(jìn)行處理，最后根據(jù)處理結(jié)果由單片機(jī)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)對(duì)靶、自動(dòng)調(diào)節(jié)噴頭高度、自動(dòng)施藥。本發(fā)明專利基于openMV機(jī)器視覺可以實(shí)現(xiàn)噴霧機(jī)自動(dòng)對(duì)靶施藥，有效節(jié)省藥液，保護(hù)環(huán)境，減輕人力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及智能植保噴霧機(jī)電子技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于openMV自動(dòng)對(duì)靶施藥控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上為保證糧食的豐收穩(wěn)收，植保機(jī)械的應(yīng)用必不可少，為防治病蟲害，農(nóng)藥是最行之有效的手段，而農(nóng)藥的使用效果卻取決于植保機(jī)械的先進(jìn)程度，我國的植保機(jī)械發(fā)展了多年取得了顯著成績，由最開始的手搖背負(fù)式噴霧器到后來的自走式噴桿噴霧機(jī)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化自動(dòng)化?，F(xiàn)有的噴桿噴霧機(jī)是一種廣泛應(yīng)用的植保機(jī)械，然而在一些應(yīng)用場合其施藥效果卻不夠好，我國農(nóng)作物種植種類繁多，不同農(nóng)作物種植行距往往不同，有些相差懸殊，而現(xiàn)有的噴桿噴霧機(jī)噴頭間距固定，噴頭高度需要人為進(jìn)行調(diào)整，噴頭開啟關(guān)閉也需要人來控制，以上不足造成自走式噴桿噴霧機(jī)在噴施不同行距作物時(shí)噴頭不能對(duì)靶施藥，操作步驟復(fù)雜，嚴(yán)重降低農(nóng)藥利用率和病蟲害防治效果，同時(shí)造成資源浪費(fèi)、環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明專利提供了一種基于openMV自動(dòng)對(duì)靶施藥控制系統(tǒng)，將電子控制技術(shù)、人工智能技術(shù)與現(xiàn)有的自走式噴桿噴霧機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化減輕人力、提高農(nóng)藥利用率保護(hù)環(huán)境。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種基于openMV自動(dòng)對(duì)靶施藥控制系統(tǒng)，包括openMV機(jī)器視覺模塊、電源電路模塊、自動(dòng)對(duì)靶模塊、自動(dòng)調(diào)節(jié)噴頭高度模塊、自動(dòng)施藥模塊；所述openMV機(jī)器視覺模塊以STM32F427CPU為核心，集成了OV7725攝像頭芯片，用C語言高效地實(shí)現(xiàn)了核心機(jī)器視覺算法，提供Python編程接口；所述openMV模塊核心機(jī)器視覺算法包括尋找色塊、邊緣檢測、標(biāo)志跟蹤；openMV采用的STM32F427擁有豐富的硬件資源，引出UART，I²C，SPI，PWM，ADC，DAC以及GPIO等接口方便擴(kuò)展外圍功能。

進(jìn)一步地，所述openMV機(jī)器視覺模塊通過USB接口連接電腦上的集成開發(fā)環(huán)境openMV.IDE完成編程、調(diào)試和更新固件，使用python編程調(diào)用find_blobs方法可以根據(jù)作物的顏色閾值尋找目標(biāo)色塊，再獲取色塊的中心坐標(biāo)及輪廓，根據(jù)色塊的中心坐標(biāo)可以知道噴頭相對(duì)作物的具體方位，根據(jù)色塊輪廓大小可以知道噴頭相對(duì)作物的垂直距離。

進(jìn)一步地，所述電源電路模塊由12v鋰電池、AMS1117-5V穩(wěn)壓模塊及導(dǎo)線組成；AMS1117-5V穩(wěn)壓模塊一端與12v鋰電池相連，另一端與openMV機(jī)器視覺模塊的Vin、GND引腳相連。

進(jìn)一步地，所述自動(dòng)對(duì)靶模塊執(zhí)行元件為直流減速電機(jī)，所述直流減速電機(jī)接線端通過導(dǎo)線接入L298N驅(qū)動(dòng)板OUT1、OUT2引腳，直流減速電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接絲桿滑臺(tái)，噴頭隨減速電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)在絲桿滑臺(tái)上左右滑動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述自動(dòng)調(diào)節(jié)噴頭高度模塊執(zhí)行元件為電推桿，所述電推桿接線端通過導(dǎo)線接入L298N驅(qū)動(dòng)板OUT3、OUT4引腳，噴頭跟隨電推桿伸縮上下移動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述L298N驅(qū)動(dòng)板+12v引腳、GND分別與12v鋰電池正負(fù)極連接，L298N驅(qū)動(dòng)板ENA、IN1、IN2分別與openMV機(jī)器視覺模塊P1、P2、P3連接，P1輸出PWM波用于減速電機(jī)調(diào)速，P2、P3用于控制減速電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和啟停；ENB、IN3、IN4分別與openMV機(jī)器視覺模塊P4、P5、P6連接，P4輸出PWM波用于電推桿調(diào)速，P5、P6用于控制電推桿的伸縮和啟停。