CN107678318A - 一种智能喷药机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种智能喷药机器人。该智能喷药机器人包括:图像采集***,包括至少一个可见光谱摄像头和至少一个非可见光谱摄像头,用于获取目标植物的可见光图像和非可见光图像;图像分析***,用于根据可见光图像和非可见光图像,确定目标植物的生长状况;控制***,用于根据目标植物的生长状况,确定需要喷药的种类,并产生喷洒控制信号;储料及喷洒***,与控制***连接,用于根据控制***的喷洒控制信号,确定喷洒区域和喷洒药量,进行喷洒操作;能源***,与图像采集***、图像分析***、控制***和储料及喷洒***连接,用于提供能源。本发明实施例所提供的技术方案,可以实现提高对植物的喷药效率、节约资源的效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及机器人技术领域,尤其涉及一种智能喷药机器人。
背景技术
随着现代化进程的不断加快,农业的现代化的不断发展,中小型车载式喷雾技术开始逐步应用在农业生产上,在大型的农田和果园中进行农药的喷洒。但是这种车载式喷雾技术也存在着诸多问题:
首先,对于不同的植物来说可能存在着需要施肥、需要喷农药以及需要浇水等多方面问题,而车载式喷雾技术只能重复作业,效率较低。其次,车载式喷雾往往需要人工控制或者固定方向喷射,导致不需要喷洒的地方也被喷洒,造成了资源的浪费。
由此可见,目前喷药技术存在着很多不足和缺陷,亟待进一步改进。
发明内容
本发明实施例提供一种智能喷药机器人,可以实现提高对植物的喷药效率、节约资源的效果。
本发明实施例提供了一种智能喷药机器人,包括:
图像采集***,包括至少一个可见光谱摄像头和至少一个非可见光谱摄像头,用于获取目标植物的可见光图像和非可见光图像;
图像分析***,与所述图像采集***连接,用于根据所述可见光图像和所述非可见光图像,确定目标植物的生长状况;
控制***,与所述图像分析***连接,用于根据所述目标植物的生长状况,确定需要喷药的种类,并产生喷洒控制信号;
储料及喷洒***,与所述控制***连接,用于根据所述控制***的喷洒控制信号,确定喷洒区域和喷洒药量,进行喷洒操作;
能源***,与所述图像采集***、所述图像分析***、所述控制***和所述储料及喷洒***连接,用于提供能源。
进一步的,所述智能喷药机器人还包括:
通信***,与所述控制***连接,用于与遥控装置进行通信连接;其中,所述遥控装置包括控制室遥控装置和智能终端遥控装置;
运动***,与所述控制***连接,用于移动智能喷药机器人;还用于根据所述遥控装置的发出的目标点,确定智能喷药机器人的移动目标位置;和/或根据所述遥控装置的发出的目标范围,确定智能喷药机器人的勘察范围。
进一步的,所述通信***,还用于向所述储料及喷洒***发送所述控制***确定需要喷药的种类和产生喷洒控制信号。
进一步的,所述运动***,包括:
感应装置,用于根据感应信号,确定智能喷药机器人的运动轨迹。
进一步的,所述运动***包括:
运动装置,所述运动装置为至少两条宽度在10-30厘米之间的履带。
进一步的,所述非可见光谱摄像头获取非可见光图像的光谱波长变化范围为10-30纳米。
进一步的,所述图像分析***通过光谱算法确定目标植物的生长状况,分析所述目标植物需要喷水、喷肥料、喷除草剂和/或喷农药。
进一步的,所述储料及喷洒***包括储料桶,所述储料桶包括储水储料桶、肥料储料桶、除草剂储料桶以及农药储料桶。
本发明实施例通过为智能喷药机器人配置:图像采集***,包括至少一个可见光谱摄像头和至少一个非可见光谱摄像头,用于获取目标植物的可见光图像和非可见光图像;图像分析***,与所述图像采集***连接,用于根据所述可见光图像和所述非可见光图像,确定目标植物的生长状况;控制***,与所述图像分析***连接,用于根据所述目标植物的生长状况,确定需要喷药的种类,并产生喷洒控制信号;储料及喷洒***,与所述控制***连接,用于根据所述控制***的喷洒控制信号,确定喷洒区域和喷洒药量,进行喷洒操作;能源***,与所述图像采集***、所述图像分析***、所述控制***和所述储料及喷洒***连接,用于提供能源,解决了现有技术中喷药效率低、浪费资源的问题,实现提高对植物的喷药效率、节约资源的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的智能喷药机器人结构框图;
图2是本发明实施例二提供的智能喷药机器人结构框图;
图3是本发明实施例三提供的智能喷药机器人结构框图;
图4是本发明实施例三提供的储料及喷洒***在大棚中的设置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是,一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理,但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外,各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止,但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的智能喷药机器人结构框图,本实施例可适用利用机器人为种植物喷药的情况,该智能喷药机器人可以由软件和/或硬件的方式来实现,可以用于对农田、大棚中的种植物进行喷药。
如图1所示,所述智能喷药机器人,包括:
图像采集***10,包括至少一个可见光谱摄像头和至少一个非可见光谱摄像头,用于获取目标植物的可见光图像和非可见光图像;
图像分析***20,与所述图像采集***10连接,用于根据所述可见光图像和所述非可见光图像,确定目标植物的生长状况;
控制***30,与所述图像分析***20连接,用于根据所述目标植物的生长状况,确定需要喷药的种类,并产生喷洒控制信号;
储料及喷洒***40,与所述控制***30连接,用于根据所述控制***30的喷洒控制信号,确定喷洒区域和喷洒药量,进行喷洒操作;
能源***50,与所述图像采集***10、所述图像分析***20、所述控制***30和所述储料及喷洒***40连接,用于提供能源。
图像采集***10,包括至少一个可见光谱摄像头和至少一个非可见光谱摄像头,用于获取目标植物的可见光图像和非可见光图像。其中,可见光谱摄像头可以是用来获取波长为400-700nm(纳米)的可见光图像,非可见光谱摄像头可以是用来获取波长为400-700nm以外的非可见光图像,在本实施例中,可以是包括波长为850nm的非可见光。
在本实施例中,可选的,非可见光谱摄像头获取非可见光图像的光谱波长变化范围为10-30纳米。具体可以设置多个非可见光摄像头,每个非可见光摄像头获取图像的非可见光波长可以是10-30nm的波宽,例如一个非可见光摄像头获取图像为845-855nm,其他的可以是800-810nm,820-830nm,860-870nm以及890-900nm。这样设置的好处是可以将不同波段的非可见光分别成像,有利于后续的图像分析。可见光摄像头和非可见光摄像头的方向可以调整,可以是间隔固定时间拍摄图片或者拍摄视频流,图片或者视频流传输至图像分析***20。
图像分析***20,与所述图像采集***10连接,用于根据所述可见光图像和所述非可见光图像,确定目标植物的生长状况。其中,可以是有线连接,也可以是无线连接,图像分析***20在获取到图像后,可以根据可见光图像和非可见光图像确定目标植物放钱的生长状况,如当前目标植物是否缺水、缺肥等,具体的可以根据对图像进行光谱算法确定目标植物的生长状况。
其中,图像分析***20还可以用于根据获取到的目标植物的图像,确定目标植物是种植的农作物还是杂草,具体的可以根据植物的高度以及叶、茎的形状等来确定。
储料及喷洒***40,与所述控制***30连接,用于根据所述控制***30的喷洒控制信号,确定喷洒区域和喷洒药量,进行喷洒操作。其中,喷洒作业过程中的喷头的方向是可以调节的,喷压也是可以调节的。这样设置的好处是可以根据目标植物的生长状况,确定喷洒药物的角度和喷压,进而对确定的喷洒区域进行喷药。并可以根据喷洒药量,确定喷药的持续时间,这样可以有效的针对目标植物的需求进行作业,避免药物的浪费。
在本实施例中,可选的,储料及喷洒***40包括储料桶,所述储料桶包括储水储料桶、肥料储料桶、除草剂储料桶以及农药储料桶。
能源***50,与所述图像采集***10、所述图像分析***20、所述控制***30和所述储料及喷洒***40连接,用于提供能源。其中,能源***可以是单个电瓶或者电瓶组,还可以包括小型发电机。
本实施例的技术方案,通过为智能喷药机器人配置:图像采集***,包括至少一个可见光谱摄像头和至少一个非可见光谱摄像头,用于获取目标植物的可见光图像和非可见光图像;图像分析***,与所述图像采集***连接,用于根据所述可见光图像和所述非可见光图像,确定目标植物的生长状况;控制***,与所述图像分析***连接,用于根据所述目标植物的生长状况,确定需要喷药的种类,并产生喷洒控制信号;储料及喷洒***,与所述控制***连接,用于根据所述控制***的喷洒控制信号,确定喷洒区域和喷洒药量,进行喷洒操作;能源***,与所述图像采集***、所述图像分析***、所述控制***和所述储料及喷洒***连接,用于提供能源,解决了现有技术中喷药效率低、浪费资源的问题,实现提高对植物的喷药效率、节约资源的效果。
在上述技术方案的基础上,可选的,所述图像分析***通过光谱算法确定目标植物的生长状况,分析所述目标植物需要喷水、喷肥料、喷除草剂和/或喷农药。这样设置的好处在于可以根据分析结果,确定是否对目标植物喷洒药物以及喷洒何种药物。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的智能喷药机器人结构框图。本实施例在上述实施例的基础上,进行了进一步的优化。
如图2所示,所述智能喷药机器人,还包括:
通信***60,与所述控制***30连接,用于与遥控装置70进行通信连接;其中,所述遥控装置70包括控制室遥控装置和智能终端遥控装置。其中,通信***60可以通过蓝牙、无线网络以及有线连接等方式和遥控装置70相连,可以接收到遥控装置70的信号,进行相应的操作,如开关信号,环境扫描信号,温度湿度获取信号等。其中,遥控装置70包括控制室遥控装置,可以是放置在控制室内对智能喷药机器人进行遥控的装置,如电脑、操作台等,还可以是智能终端遥控装置,如在智能终端上安装相应的控制程序,进入控制程序中,可以进入控制界面,对智能喷药机器人进行控制。其中,智能终端包括智能手机、平板电脑等。
运动***80,与所述控制***30连接,用于移动智能喷药机器人;还用于根据所述遥控装置70出的目标点,确定智能喷药机器人的移动目标位置;和/或根据所述遥控装置70出的目标范围,确定智能喷药机器人的勘察范围。
其中,可以在控制室或者在智能终端上,建立智能喷药机器人所在的工作范围,如田地、大棚等,并确定智能喷药机器人当前所在位置,可以在智能终端上点选一个位置作为目标点,则智能喷药机器人以该目标点作为目标位置,并向所述目标位置移动,移动路径可以由用户选择,也可以由智能喷药机器人自动识别路径。同样的,还可以在智能终端的控制程序中选择一个目标区域,则智能喷药机器人以该区域作为勘察范围,对该区域内是否有目标植物需要浇水、施肥等进行勘察,并根据对该区域的勘查结果,进行喷药。
在本实施例中,可选的,所述运动***80:运动装置,所述运动装置为至少两条宽度在10-30厘米之间的履带。这样设置的好处是可以控制两条以上的履带的转速,来控制智能喷药机器人的运动方向和运动速度,同时履带可以为智能喷药机器人提供稳定的运动,并能够减小对大棚或者田地的土体的压强,避免给种植物的生长带来不利因素。
在本实施例中,可选的,所述运动***80,包括:感应装置,用于根据感应信号,确定智能喷药机器人的运动轨迹。其中,感应装置可以是声呐、激光雷达等装置,智能喷药机器人在移动过程中,可以根据接收到的感应装置的信号确定智能喷药机器人的运动轨迹,如当前运动方向的前方有植物挡住了运动路线时,可以通过检测其他方向是否存在障碍物,如果不存在则沿其他方向绕过前方的植物。这样设置的好处是可以提高智能喷药机器人的运动灵活度,也避免了因为智能喷药机器人的移动给种植物带来的损害。
本实施例在上述实施例的基础上,提供了一种可以遥控并能够实现独自运动的智能喷药机器人,方便了用户对于智能喷药机器人的控制,并提高了智能喷药机器人的适用范围。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的智能喷药机器人结构框图。本实施例在上述实施例的基础上,进行了进一步的优化。
如图3所示,所述通信***60,还用于向所述储料及喷洒***40发送所述控制***30确定需要喷药的种类和产生喷洒控制信号。
在本实施例中可以将储料及喷洒***40于智能喷药机器人分开设置,并且储料及喷洒***40中的储料桶和喷头也可以分开设置,并由管道连接。图4是本发明实施例三提供的储料及喷洒***在大棚中的设置示意图,其中大棚框架403的顶部可以设置多个喷头401,并在大棚框架403的侧边设置有储料桶402,这样设置可以方便用户对药物的补充,当接收到控制***的喷药指示后,可以采用泵送等方式将储料桶402中的药物由多个喷头401中的一个或者多个喷出。这样设置的好处是可以减小智能喷药机器人的自身体积和配重,同时又能够满足喷药需求,提高了智能喷药机器人配置方面的灵活性。
本实施例在上述各实施例的基础上,提供了一种储料及喷洒***与智能喷药机器人分离设置的方案,可以减小智能喷药机器人的自身体积和配重,同时又能够满足喷药需求,提高了智能喷药机器人配置方面的灵活性。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
1.一种智能喷药机器人,其特征在于,包括:
图像采集***,包括至少一个可见光谱摄像头和至少一个非可见光谱摄像头,用于获取目标植物的可见光图像和非可见光图像;
图像分析***,与所述图像采集***连接,用于根据所述可见光图像和所述非可见光图像,确定目标植物的生长状况;
控制***,与所述图像分析***连接,用于根据所述目标植物的生长状况,确定需要喷药的种类,并产生喷洒控制信号;
储料及喷洒***,与所述控制***连接,用于根据所述控制***的喷洒控制信号,确定喷洒区域和喷洒药量,进行喷洒操作;
能源***,与所述图像采集***、所述图像分析***、所述控制***和所述储料及喷洒***连接,用于提供能源。
2.根据权利要求1所述的智能喷药机器人,其特征在于,还包括:
通信***,与所述控制***连接,用于与遥控装置进行通信连接;其中,所述遥控装置包括控制室遥控装置和智能终端遥控装置;
运动***,与所述控制***连接,用于移动智能喷药机器人;还用于根据所述遥控装置的发出的目标点,确定智能喷药机器人的移动目标位置;和/或根据所述遥控装置的发出的目标范围,确定智能喷药机器人的勘察范围。
3.根据权利要求2所述的智能喷药机器人,其特征在于,所述通信***,还用于向所述储料及喷洒***发送所述控制***确定需要喷药的种类和产生喷洒控制信号。
4.根据权利要求2所述的智能喷药机器人,其特征在于,所述运动***,包括:
感应装置,用于根据感应信号,确定智能喷药机器人的运动轨迹。
5.根据权利要求2所述的智能喷药机器人,其特征在于,所述运动***包括:
运动装置,所述运动装置为至少两条宽度在10-30厘米之间的履带。
6.根据权利要求1-5任一项所述的智能喷药机器人,其特征在于,所述非可见光谱摄像头获取非可见光图像的光谱波长变化范围为10-30纳米。
7.根据权利要求6所述的智能喷药机器人,其特征在于,所述图像分析***通过光谱算法确定目标植物的生长状况,分析所述目标植物需要喷水、喷肥料、喷除草剂和/或喷农药。
8.根据权利要求7所述的智能喷药机器人,其特征在于,所述储料及喷洒***包括储料桶,所述储料桶包括储水储料桶、肥料储料桶、除草剂储料桶以及农药储料桶。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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