CN106347667A - 基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒方法和装置 - Google Patents
基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106347667A CN106347667A CN201610910296.XA CN201610910296A CN106347667A CN 106347667 A CN106347667 A CN 106347667A CN 201610910296 A CN201610910296 A CN 201610910296A CN 106347667 A CN106347667 A CN 106347667A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unmanned plane
- image
- distance
- plant protection
- automatic spraying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005507 spraying Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 208000010086 Hypertelorism Diseases 0.000 description 1
- 206010020771 Hypertelorism of orbit Diseases 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 239000008141 laxative Substances 0.000 description 1
- 230000002475 laxative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
- B64D1/16—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
- B64D1/18—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting by spraying, e.g. insecticides
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
- G06V20/10—Terrestrial scenes
- G06V20/188—Vegetation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
Abstract
本发明公开一种基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒方法和装置，利用测距模块测量无人机飞行的区域是否有物体及物体与无人机的距离，当物体与无人机的距离在目标距离内时进一步利用图像分析技术分析物体是否为农作物，达到自动精确喷洒农药的效果。
Description
技术领域
本发明涉及植保无人机领域，具体涉及一种基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒装置。
背景技术
近年来，伴随我国科学技术的不断发展，不少优势技术逐步朝向农业、林业等行业发展，植保无人机是其中的一个典型。我国土地资源不足，东北平原、西北、华北平原大规模土地资源仅占耕地面积30%左右，而占总种植面积60%以上的为小规模种植模式，大型地面施药机具难以适应其病虫害防治要求。由于人难请、人工贵、打药难等问题存在，所以实现植保无人机自动喷洒具有重要的意义。八旋翼植保无人机控制***主要由硬件***和软件***两部分组成。硬件***主要包含传感器分***（陀螺仪、加速度计）、八电机控制分***（电机、电调）、电源分***、通信分***和中心控制器。而软件***主要对硬件功能进行实现，包括植保无人机当前状态的检测、控制和通讯的具体实现。在实际中操作人员在进行喷洒控制时，因为距离过远，高度过高无法精确的对农作物进行喷洒，造成农药不必要的浪费，申请号为201510957610.5的现有专利通过红外摄像头采集农作物信息发送给检查器，但仍然达不但自动喷洒的目的。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的缺陷，提供一种基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒装置，采用的技术方案如下：
基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒方法，其特征在于，包括以下步骤：
设置目标距离；
探测无人机飞行的区域是否有物体并计算其与无人机的距离，同时获取无人机飞行的区域的图像；
若无人机与物体之间的距离在预设范围内则分析采集的图像，判断所探测到的物体是否为农作物，若是则开始对该区域的喷洒，直至检测不到无人机飞行的区域有物体或所探测到的物体不是农作物。
作为优选，判断所探测到的物体是否为农作物的方法具体如下：
采集采集到的图像每个像素的RGB值，跟标准的绿色范围以内的RGB值进行对比，当采集到的数值符合标准的绿色范围，就进行加一，若此数不不大于该图像所有像素的1/3 则判断所探测到的物体为农作物。
本发明的另一目的是解决现有技术的缺陷，提供一种基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒装置，采用的技术方案如下：
基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒装置，包括无人机，还包括依次电连接的测距装置、数据处理装置和图像采集装置，所述数据处理装置还连接了控制装置，所述控制装置连接了喷洒装置，所述测距装置、图像采集装置和喷洒装置分别挂载在无人机的起落架上，所述测距装置用于探测无人机飞行区域是否有物体及其与无人机的距离并判断距离是否在预设范围内，所述图像采集装置用于采集无人机飞行区域的图像，所述数据处理装置用于判断探测到的物体是否为农作物，并根据分析结果控制控制装置使得喷洒装置喷洒。
本发明的工作原理如下：
利用测距装置探测无人机飞行的区域是否有物体以及物体与无人机之间的距离，同时开启图像采集装置采集无人机飞行的区域的图像，若探测到无人机飞行的区域有物体则将判断物体与无人机的距离是否在预设范围内，若在则触发数据处理装置分析图像采集装置采集到的图像，从而分析探测到的物体是否为农作物，若是则发送控制信号至控制装置，使其控制喷洒装置进行喷洒。
作为优选，所述测距装置为HC-SR04超声波测距装置。
HC-SR04超声波测距装置采用IO触发测距，给至少10us的高电平信号，自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回，若有信号返回，用IO输出一高电平， 高电平持续时间就是超声波从发射到返回的时间，因此测试距离=（高电平时间*声速（340m/s）/2，若测试距离在给定的范围之内，则证明超声波探测到物体。
作为优选，所述图像采集装置为OV7670摄像头。
作为优选，所述数据处理装置为STM32系列单片机。
作为优选，所述数据处理装置包括RGB值采集模块、RGB值比较模块和计数模块，所述RGB值采集模块用于采集图像采集模块采集到的图像每个像素的RGB值，所述RGB值比较模块用于将像素的RGB值与标准的绿色范围以内的RGB值进行对比，当采集到的数值符合标准的绿色范围则触发计数模块进行加一，当计数模块的计数值不不大于该图像所有像素的1/3 则说明所探测到的物体为农作物。
作为优选，所述控制装置为继电器。
继电器接收控制信号继而控制水泵开关，让喷洒装置自动喷洒农药，实现无人控制的目标。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明利用测距模块测量无人机飞行的区域是否有物体及物体与无人机的距离，当物体与无人机的距离在目标距离内时进一步利用图像分析技术分析物体是否为农作物，达到自动精确喷洒农药的效果。
附图说明
图1是本发明实施例1的自动喷洒方法的流程示意图；
图2是本发明实施例2的自动喷洒装置的结构示意图；
图3是本发明实施例2的继电器的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：
如图1所示，基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒方法，包括以下步骤：
设置目标距离；
探测无人机飞行的区域是否有物体并计算其与无人机的距离，同时获取无人机飞行的区域的图像；
若无人机与物体之间的距离在预设范围内则分析采集的图像，判断所探测到的物体是否为农作物，若是则开始对该区域的喷洒，直至检测不到无人机飞行的区域有物体或所探测到的物体不是农作物。
判断所探测到的物体是否为农作物的方法具体如下：
采集图像采集模块采集到的图像每个像素的RGB值，跟标准的绿色范围以内的RGB值进行对比，当采集到的数值符合标准的绿色范围，就进行加一，若此数不不大于该图像所有像素的1/3 则判断所探测到的物体为农作物。
实施例2：
如图2所示，基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒装置，包括无人机，还包括依次电连接的测距装置、数据处理装置和图像采集装置，所述数据处理装置还连接了控制装置，所述控制装置连接了喷洒装置，所述测距装置、图像采集装置和喷洒装置分别挂载在无人机的起落架上，所述测距装置用于探测无人机飞行区域是否有物体及其与无人机的距离并判断距离是否在预设范围内，所述图像采集装置用于采集无人机飞行区域的图像，所述数据处理装置用于判断探测到的物体是否为农作物，并根据分析结果控制控制装置使得喷洒装置喷洒。
本实施例利用测距装置探测无人机飞行的区域是否有物体以及物体与无人机之间的距离，同时开启图像采集装置采集无人机飞行的区域的图像，若探测到无人机飞行的区域有物体则将判断物体与无人机的距离是否在预设范围内，若在则触发数据处理装置分析图像采集装置采集到的图像，从而分析探测到的物体是否为农作物，若是则发送控制信号至控制装置，使其控制喷洒装置进行喷洒。
所述测距装置为HC-SR04超声波测距装置。
HC-SR04超声波测距装置采用IO触发测距，给至少10us的高电平信号，自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回，若有信号返回，用IO输出一高电平， 高电平持续时间就是超声波从发射到返回的时间，因此测试距离=（高电平时间*声速（340m/s）/2，若测试距离在给定的范围之内，则证明超声波探测到物体。
所述图像采集装置为OV7670摄像头。
所述数据处理装置为STM32系列单片机。
所述数据处理装置包括RGB值采集模块、RGB值比较模块和计数模块，所述RGB值采集模块用于采集图像采集模块采集到的图像每个像素的RGB值，所述RGB值比较模块用于将像素的RGB值与标准的绿色范围以内的RGB值进行对比，当采集到的数值符合标准的绿色范围则触发计数模块进行加一，当计数模块的计数值不不大于该图像所有像素的1/3 则说明所探测到的物体为农作物。
所述控制装置为继电器，其电路图如图3所示。
继电器接收控制信号继而控制水泵开关，让喷洒装置自动喷洒农药，实现无人控制的目标。
Claims (8)
1.基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒方法，其特征在于，包括以下步骤：
设置目标距离；
探测无人机飞行的区域是否有物体并计算其与无人机的距离，同时通过获取无人机飞行的区域的图像；
若无人机与物体之间的距离在预设范围内则分析采集的图像，判断所探测到的物体是否为农作物，若是则开始对该区域的喷洒，直至检测不到无人机飞行的区域有物体或所探测到的物体不是农作物。
2.根据权利要求1所述的基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒方法，其特征在于，所述判断所探测到的物体是否为农作物的方法具体如下：
采集采集到的图像每个像素的RGB值，跟标准的绿色范围以内的RGB值进行对比，当采集到的数值符合标准的绿色范围，就进行加一，若此数不不大于该图像所有像素的1/3 则判断所探测到的物体为农作物。
3.基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒装置，包括无人机，其特征在于，还包括依次电连接的测距装置、数据处理装置和图像采集装置，所述数据处理装置还连接了控制装置，所述控制装置连接了喷洒装置，所述测距装置、图像采集装置和喷洒装置分别挂载在无人机的起落架上。
4.根据权利要求3所述的基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒装置，其特征在于，所述测距装置为HC-SR04超声波测距装置。
5.根据权利要求3所述的基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒装置，其特征在于，所述图像采集装置为OV7670摄像头。
6.根据权利要求3所述的基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒装置，其特征在于，所述数据处理装置为STM32系列单片机。
7.根据权利要求3或6所述的基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒装置，其特征在于，所述数据处理装置包括RGB值采集模块、RGB值比较模块和计数模块，所述RGB值采集模块用于采集图像采集模块采集到的图像每个像素的RGB值，所述RGB值比较模块用于将像素的RGB值与标准的绿色范围以内的RGB值进行对比，当采集到的数值符合标准的绿色范围则触发计数模块进行加一，当计数模块的计数值不不大于该图像所有像素的1/3 则说明所探测到的物体为农作物。
8.根据权利要求3所述的基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒装置，其特征在于，所述控制装置为继电器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610910296.XA CN106347667B (zh) | 2016-10-19 | 2016-10-19 | 基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610910296.XA CN106347667B (zh) | 2016-10-19 | 2016-10-19 | 基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106347667A true CN106347667A (zh) | 2017-01-25 |
| CN106347667B CN106347667B (zh) | 2019-01-01 |
Family
ID=57863380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610910296.XA Active CN106347667B (zh) | 2016-10-19 | 2016-10-19 | 基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106347667B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107200130A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-09-26 | 江苏大学 | 一种智能喷洒农药飞行器及方法 |
| CN107272734A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-10-20 | 深圳市易成自动驾驶技术有限公司 | 无人机飞行任务执行方法、无人机及计算机可读存储介质 |
| CN107907162A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-04-13 | 成都天麒科技有限公司 | 一种无人机喷幅和喷洒效果检测方法及作业方法 |
| CN108803657A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-13 | 仲恺农业工程学院 | 一种用于自动操控的无人机植保监控***及方法 |
| CN109566582A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-05 | 山东省农业科学院科技信息研究所 | 一种基于无人机的智能喷药方法 |
| CN111114780A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-08 | 山东大学 | 一种无人机钢筋检测标准件放置与回收***及方法 |
| CN112904891A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 夏正鑫 | 一种易于检测施药效果的植保无人机的喷施方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1148885A (ja) * | 1997-08-05 | 1999-02-23 | Honda Motor Co Ltd | 車両用距離測定装置 |
| CN104238523A (zh) * | 2014-09-20 | 2014-12-24 | 无锡北斗星通信息科技有限公司 | 基于图像采集的农药喷洒平台 |
| CN105025262A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-11-04 | 常州华奥航空科技有限公司 | 大面积农业作业无人机 |
| CN105173085A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-23 | 山东农业大学 | 无人机变量施药自动控制***及方法 |
| CN205087153U (zh) * | 2015-09-08 | 2016-03-16 | 仲恺农业工程学院 | 一种基于无人机的农药喷洒装置 |
-
2016
- 2016-10-19 CN CN201610910296.XA patent/CN106347667B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1148885A (ja) * | 1997-08-05 | 1999-02-23 | Honda Motor Co Ltd | 車両用距離測定装置 |
| CN104238523A (zh) * | 2014-09-20 | 2014-12-24 | 无锡北斗星通信息科技有限公司 | 基于图像采集的农药喷洒平台 |
| CN105025262A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-11-04 | 常州华奥航空科技有限公司 | 大面积农业作业无人机 |
| CN205087153U (zh) * | 2015-09-08 | 2016-03-16 | 仲恺农业工程学院 | 一种基于无人机的农药喷洒装置 |
| CN105173085A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-23 | 山东农业大学 | 无人机变量施药自动控制***及方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107200130A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-09-26 | 江苏大学 | 一种智能喷洒农药飞行器及方法 |
| CN107200130B (zh) * | 2017-04-19 | 2024-03-22 | 江苏大学 | 一种智能喷洒农药飞行器及方法 |
| CN107272734A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-10-20 | 深圳市易成自动驾驶技术有限公司 | 无人机飞行任务执行方法、无人机及计算机可读存储介质 |
| CN107907162A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-04-13 | 成都天麒科技有限公司 | 一种无人机喷幅和喷洒效果检测方法及作业方法 |
| CN108803657A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-13 | 仲恺农业工程学院 | 一种用于自动操控的无人机植保监控***及方法 |
| CN109566582A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-05 | 山东省农业科学院科技信息研究所 | 一种基于无人机的智能喷药方法 |
| CN111114780A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-08 | 山东大学 | 一种无人机钢筋检测标准件放置与回收***及方法 |
| CN112904891A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-06-04 | 夏正鑫 | 一种易于检测施药效果的植保无人机的喷施方法 |
| CN112904891B (zh) * | 2021-01-19 | 2022-12-06 | 国网浙江省电力有限公司台州供电公司 | 一种易于检测施药效果的植保无人机的喷施方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106347667B (zh) | 2019-01-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106347667A (zh) | 基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒方法和装置 | |
| CN106710128A (zh) | 火警预警无人机 | |
| CN108297059A (zh) | 新型智能安防机器人及其自动巡检方法 | |
| CN108881825A (zh) | 基于Jetson TK1的水稻杂草无人机监控***及其监控方法 | |
| CN110244314B (zh) | 一种“低慢小”目标探测识别***与方法 | |
| CN104821056A (zh) | 基于雷达与视频融合的智能警戒方法 | |
| CN202815538U (zh) | 一种云台控制的机场监控*** | |
| US20180165938A1 (en) | Monitoring apparatus and non-transitory computer readable medium | |
| US20130329052A1 (en) | Surveillance system and a method for detecting a foreign object, debris, or damage in an airfield | |
| CN112235537B (zh) | 一种变电站现场作业安全预警方法 | |
| CN107272739A (zh) | 一种基于子母***的喷药***及方法 | |
| CN103941746A (zh) | 无人机巡检图像处理***及方法 | |
| CN109961157A (zh) | 太阳能光伏发电***的巡检方法及*** | |
| CN111003192A (zh) | 一种基于gps与视觉的无人机自主着陆***和着陆方法 | |
| CN106092213A (zh) | 基于无人机技术的绝缘子憎水性在线检测装置 | |
| CN103592901A (zh) | 一种云台控制的机场监控*** | |
| CN107390699B (zh) | 一种甘蔗种植机的路线规划***及其路线规划方法 | |
| CN110047092B (zh) | 一种复杂环境下多目标实时跟踪方法 | |
| CN109886129B (zh) | 提示信息生成方法和装置，存储介质及电子装置 | |
| CN112270267A (zh) | 可自动抓拍线路故障的摄像识别*** | |
| CN104816829A (zh) | 适用于侦查的天眼飞行器 | |
| US20170006192A1 (en) | Monitoring camera | |
| CN206087326U (zh) | 基于距离和图像检测的植保无人机自动喷洒装置 | |
| CN203893849U (zh) | 无人机载式地块空间信息自动采集*** | |
| CN202871010U (zh) | 一种基于无人机的双波段无线森林火灾预警*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |