[發明專利]一種基于機器視覺的智能農機組合導航系統

在審

• 申請號: 202210026136.4
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114966732A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 張寶玉;孫鐵波;劉碧俊;朱凱軒;王皓琪;李萍
• 申請（專利權）人: 江蘇食品藥品職業技術學院
• 主分類號: G01S17/86
• 分類號: G01S17/86;G01S17/933;G01C21/16;G01C21/20;G01C11/02;G05D1/10
• 代理公司: 鄭州豫原知識產權代理事務所(普通合伙) 41176
• 代理人: 吳林

1.一種基于機器視覺的智能農機組合導航系統，包括噴藥無人農機，其特征在于，所述噴藥無人農機的內部包括中央處理系統(1)，所述噴藥無人農機的外部安裝有CMOS攝像頭(2)，所述噴藥無人農機的外部安裝有激光雷達(3)；

所述中央處理系統(1)的內部包括有圖像系統(4)、導航系統(5)、深度學習模塊(6)、噴藥模塊(7)、液位檢測模塊(8)和數據傳輸模塊(10)，所述圖像系統(4)的內部包括圖像采集模塊(11)、圖像預處理模塊(12)和圖像識別模塊(13)，所述圖像系統(4)對所述CMOS攝像頭(2)拍攝的圖像進行采集，并對采集到的圖像進行預處理，最后對處理后的圖像進行識別，所述圖像系統(4)與所述深度學習模塊(6)之間通信連接，所述圖像系統(4)將識別出的數據傳輸到所述深度學習模塊(6)中；

所述深度學習模塊(6)的內部包括密集度匹配模塊(16)、平面網格生成模塊(17)和霧滴偏移模塊(18)，根據所述圖像系統(4)識別出的數據對需要進行噴藥的田地進行平面網格生成，每一個網格大小為30cm*30cm，并且將生成的圖像數據按照單元格密度匹配進平面網格中，同時所述深度學習模塊(6)根據外部風速、無人農機移動速度以及噴射時的壓力對藥液形成的霧滴在空中偏移的距離計算，所述深度學習模塊(6)將數據傳輸到所述導航系統(5)中；

所述導航系統(5)的內部包括組合導航模塊(14)和路徑制定模塊(15)，所述導航系統(5)通過外部接受到的數據以及衛星導航從而對無人農機的工作路徑進行制定。

2.根據權利要求1所述的一種基于機器視覺的智能農機組合導航系統，其特征在于，所述CMOS攝像頭(2)在工作過程中對需要進行工作的田地圖像進行拍攝，所述激光雷達(3)在工作過程中對無人農機距離地面之間的距離以及工作范圍內的距離進行檢測。

3.根據權利要求2所述的一種基于機器視覺的智能農機組合導航系統，其特征在于，所述圖像采集模塊(11)對所述CMOS攝像頭(2)拍攝的田地圖像進行采集，所述圖像采集模塊(11)將田地圖像傳輸到所述圖像預處理模塊(12)中，所述圖像預處理模塊(12)對接收到的田地圖像進行預處理，從而對圖像中的噪點進行削弱，同時對圖像進行邊緣檢測。

4.根據權利要求3所述的一種基于機器視覺的智能農機組合導航系統，其特征在于，所述圖像預處理模塊(12)將預處理后的圖像傳輸到所述圖像識別模塊(13)中，所述圖像識別模塊(13)對處理后的圖像進行修正和識別，識別的內容包括進行噴藥土地的邊緣以及作物的分布。

5.根據權利要求4所述的一種基于機器視覺的智能農機組合導航系統，其特征在于，所述風速測量模塊(9)在工作時對環境中的風速進行檢測，所述風速測量模塊(9)將檢測的結果傳輸到所述深度學習模塊(6)中，所述液位檢測模塊(8)對藥水的液面進行實時檢測。

6.根據權利要求5所述的一種基于機器視覺的智能農機組合導航系統，其特征在于，所述激光雷達(3)將對田地測量的距離傳輸到所述深度學習模塊(6)中，所述平面網格生成模塊(17)根據識別內容中土地的邊緣以及測量的距離從而生成平面網格，然后通過所述密集度匹配模塊(16)對識別數據中作物的分布情況轉換為單元格密度，再將密度匹配到相對應平面網格中。

7.根據權利要求6所述的一種基于機器視覺的智能農機組合導航系統，其特征在于，所述霧滴偏移模塊(18)對無人農機自身的移動速度、噴藥時的壓力以及外部的風速進行深度學習，從而對藥液形成的霧滴在空中偏移的距離計算。

8.根據權利要求7所述的一種基于機器視覺的智能農機組合導航系統，其特征在于，所述組合導航模塊(14)包括INS導航以及北斗導航，所述路徑制定模塊(15)通過INS導航以及北斗導航、霧滴在空中偏移的距離以及田地中作物的分布情況從而生成無人農機的運動路徑。