CN108688801A - 一种带彩色水稻病害图像识别仪防治水稻纹枯病的无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带彩色水稻病害图像识别仪防治水稻纹枯病的无人机，属于农业航空植物保护新技术领域。防治水稻纹枯病的智能无人机的下方的光电吊舱中的摄像机、相机将感知到的水稻田中的彩色稻病图像输入彩色稻病图像储存***进行储存，接着输入彩色水稻病害图像识别仪与已储存的彩色水稻病害标准图像进行比较，识别水稻纹枯病的危害状况，将纹枯病的危害信息输入计算机喷药治病指令信息***进行处理，计算机喷药治病指令信息***发出的喷药治病指令通过喷药治病指令信息传输线调控压力泵向治病化学农药液体施加的压力，调控已加压的化学农药液体通过治纹枯病化学农药液体的喷雾器喷向稻田，及时防治水稻纹枯病。
Description
技术领域
本发明涉及一种带彩色水稻病害图像识别仪防治水稻纹枯病的无人机，属于农业航空植物保护新技术领域。
背景技术
水稻纹枯病是水稻感染半知菌亚门真菌立枯丝核菌而得的病。从水稻苗期至穗期都可发生纹枯病。发病严重时数个病斑融合形成大病斑，呈不规则状云纹斑，造成叶片发黄枯死。在南方稻区，水稻纹枯病常使大面积的水稻不能抽穗或造成抽穗的秕谷较多，千粒重下降，稻谷减产。在稻田中及早发现水稻纹枯病危害的稻株，及时喷杀菌农药井冈霉素、甲基硫菌灵可以防止病害向横向、纵向扩展。本发明人缪同春从事水稻栽培工作三十年，在农村实际工作中，发现一部分农民识别水稻虫害要容易一些，识别水稻病害时可犯了难，误将这种稻病当成那种稻病喷错农药，耽误了防治水稻病害的时机。
2012年，在无锡国际博览中心举办的中国物联网展览会上，本发明人缪同春看到北京天下图数据技术有限公司展出的测绘无人机，测绘无人机可以在云下低空甚至超低空平稳飞行并获取实况图像，实况图像清晰准确，能形象直观地展现农田灾情信息。天下图无人机已拥有双GPS定向***、4000万像素CCD相机、可以搭载相机三轴稳定平台、合成孔径雷达SAR、遥感红外相机等一流的硬件设备，拥有专业的无人机研发团队，与民政部国家减灾中心、北京航空航天大学等单位建立了长期稳定的合作关系，在北京门头沟拥有超过4000平方米的生产基地，并且有意与地方企业合作，扩大民用无人机的应用领域。本发明人缪同春对使用无人机快速、高效防治大面积的水稻病虫害产生了联想，无人机上携带的先进设备能及早发现稻田中受纹枯病危害的稻株，为实现精准防治纹枯病提供了可靠的装备。
发明内容
本发明提供一种带彩色水稻病害图像识别仪防治水稻纹枯病的无人机从而实现无人机上携带的先进设备能及早发现稻田中受纹枯病危害的稻株并进行防治。
发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带彩色水稻病害图像识别仪防治水稻纹枯病的无人机，由无人直升机机身、光电吊舱、彩色稻病图像储存***、彩色水稻病害图像识别仪、计算机喷药治病指令信息***、导电线、电动机、蓄电池、双层旋转翼传动轴、双层旋转翼、动力传输轴、机尾部螺旋桨推进器、治纹枯病化学农药液体的储存箱、喷药治病指令信息传输线、治纹枯病化学农药液体的喷雾器、压力泵、右雪橇式支撑架、左雪橇式支撑架共同组成防治水稻纹枯病的智能无人机；在无人直升机机身的顶部安装电动机、蓄电池、双层旋转翼传动轴、双层旋转翼、动力传输轴、机尾部螺旋桨推进器，在电动机的后方安装蓄电池，在电动机的上方安装双层旋转翼传动轴，在双层旋转翼传动轴上安装双层旋转翼，在电动机的后方安装动力传输轴，在动力传输轴的末端安装机尾部螺旋桨推进器，在防治水稻纹枯病的智能无人机的无人直升机机身的下方安装右雪橇式支撑架和左雪橇式支撑架，在无人直升机机身的前部安装光电吊舱、彩色稻病图像储存***、彩色水稻病害图像识别仪、计算机喷药治病指令信息***、导电线，在彩色稻病图像储存***的下方安装光电吊舱，在彩色稻病图像储存***的后方安装彩色水稻病害图像识别仪，在彩色水稻病害图像识别仪的后方安装计算机喷药治病指令信息***，在无人直升机机身的后部安装治纹枯病化学农药液体的储存箱、喷药治病指令信息传输线、治纹枯病化学农药液体的喷雾器、压力泵，在治纹枯病化学农药液体的储存箱内安装喷药治病指令信息传输线和压力泵，在无人直升机机身的下方安装治纹枯病化学农药液体的喷雾器；蓄电池通过内置导电线与电动机连接，电动机通过双层旋转翼传动轴与双层旋转翼连接，电动机通过动力传输轴与机尾部螺旋桨推进器连接，蓄电池通过导电线与光电吊舱、彩色稻病图像储存***、彩色水稻病害图像识别仪、计算机喷药治病指令信息***连接，压力泵带有自备供电源，光电吊舱通过信息传输线与彩色稻病图像储存***连接，彩色稻病图像储存***通过信息传输线与彩色水稻病害图像识别仪连接，彩色水稻病害图像识别仪通过信息传输线与计算机喷药治病指令信息***连接，计算机喷药治病指令信息***通过喷药治病指令信息传输线与压力泵连接。
作为优选，所述的光电吊舱是重量小于2.5kg的、传感器配置为激光相机、电视摄像机的微小型光电吊舱或重量小于16kg的、传感器配置为激光相机、电视摄像机、红外热像仪的轻型光电吊舱或重量小于43kg的、传感器配置为高分辨率相机、高清摄像机、红外热像仪、紫外成像仪的光电吊舱。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：①电推进的无人直升机的动力***、信息***、机械喷药雾***全部依靠蓄电池或自备电源供电来进行作业，在防治水稻纹枯病的飞行中不向空气中排放二氧化碳和有害气体、有利于保护农村的生态环境。②无人机的光电吊舱中的先进设备能获取高分辨率的稻田图像，并从中发现受水稻纹枯病危害的稻株的图像，纹枯病造成的病害图像输入彩色水稻病害图像识别仪与已储存的水稻纹枯病症状的标准图像进行对比识别，确认是水稻纹枯病后，才由计算机进行处理，发出喷药治病指令，所以在防治工作中不会用错杀菌农药。③用无人机防治纹枯病由于发现病株早、用农药省、使用成本低，喷药杀菌治病的速度快、治病的效果好。
④通过双层旋转翼传动轴与双层旋转翼的结构使得整个无人机的行驶更加稳定，速度可以实现匀速行驶。
附图说明
图1为本发明的带彩色水稻病害图像识别仪防治水稻纹枯病的无人机的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明发明的基本结构，因此其仅显示与发明有关的构成。
如图所示，防治水稻纹枯病的智能无人机的下方的光电吊舱中的摄像机、相机将感知到的水稻田中的彩色稻病图像输入彩色稻病图像储存***进行储存，接着输入彩色水稻病害图像识别仪与已储存的彩色水稻病害标准图像进行比较，识别水稻纹枯病的危害状况，将纹枯病的危害信息输入计算机喷药治病指令信息***进行处理，计算机喷药治病指令信息***发出的喷药治病指令通过喷药治病指令信息传输线调控压力泵向治病化学农药液体施加的压力，调控已加压的化学农药液体通过治纹枯病化学农药液体的喷雾器喷向稻田，及时防治水稻纹枯病。
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
由无人直升机机身2、光电吊舱3、彩色稻病图像储存***4、彩色水稻病害图像识别仪5、计算机喷药治病指令信息***6、导电线7、电动机8、蓄电池9、双层旋转翼传动轴10、双层旋转翼11、动力传输轴12、机尾部螺旋桨推进器13、治纹枯病化学农药液体的储存箱14、喷药治病指令信息传输线15、治纹枯病化学农药液体的喷雾器16、压力泵17、右雪橇式支撑架18、左雪橇式支撑架19共同组成防治水稻纹枯病的智能无人机1；
在无人直升机机身2顶部安装电动机8、蓄电池9、双层旋转翼传动轴10、双层旋转翼11、动力传输轴12、机尾部螺旋桨推进器13，在电动机8的后方安装蓄电池9，在电动机8的上方安装双层旋转翼传动轴10，在双层旋转翼传动轴10上安装双层旋转翼11，在电动机8的后方安装动力传输轴12，在动力传输轴12的末端安装机尾部螺旋桨推进器13，在防治水稻纹枯病的智能无人机1的无人直升机机身2的下方安装右雪橇式支撑架18和左雪橇式支撑架19，在无人直升机机身2的前部安装光电吊舱3、彩色稻病图像储存***4、彩色水稻病害图像识别仪5、计算机喷药治病指令信息***6、导电线7，在彩色稻病图像储存***4的下方安装光电吊舱3，在彩色稻病图像储存***4的后方安装彩色水稻病害图像识别仪5，在彩色水稻病害图像识别仪5的后方安装计算机喷药治病指令信息***6，在无人直升机机身2的后部安装治纹枯病化学农药液体的储存箱14、喷药治病指令信息传输线15、治纹枯病化学农药液体的喷雾器16、压力泵17，在治纹枯病化学农药液体的储存箱14内安装喷药治病指令信息传输线15和压力泵17，在无人直升机机身2的下方安装治纹枯病化学农药液体的喷雾器16；
蓄电池9通过内置导电线与电动机8连接，电动机8通过双层旋转翼传动轴10与双层旋转翼11连接，电动机8通过动力传输轴12与机尾部螺旋桨推进器13连接，蓄电池9通过导电线7与光电吊舱3、彩色稻病图像储存***4、彩色水稻病害图像识别仪5、计算机喷药治病指令信息***6连接，压力泵17带有自备供电源，光电吊舱3通过信息传输线与彩色稻病图像储存***4连接，彩色稻病图像储存***4通过信息传输线与彩色水稻病害图像识别仪5连接，彩色水稻病害图像识别仪5通过信息传输线与计算机喷药治病指令信息***6连接，计算机喷药治病指令信息***6通过喷药治病指令信息传输线15与压力泵17连接。
光电吊舱3是重量小于2.5kg的、传感器配置为激光相机、电视摄像机的微小型光电吊舱或重量小于16kg的、传感器配置为激光相机、电视摄像机、红外热像仪的轻型光电吊舱或重量小于43kg的、传感器配置为高分辨率相机、高清摄像机、红外热像仪、紫外成像仪的光电吊舱。
启动防治水稻纹枯病的智能无人机飞临稻田的上空，侦察稻田中水稻纹枯病危害水稻的状况，为喷药防治水稻纹枯病提供依据。蓄电池同时向光电吊舱、彩色稻病图像储存***、彩色水稻病害图像识别仪、计算机喷药治病指令信息***提供进行作业的用电，光电吊舱中配置的摄像机、激光相机能感知稻田中多幅水稻纹枯病菌侵害水稻的彩色图像，通过信息传输线将水稻纹枯病侵害水稻的图像输入彩色稻病图像储存***进行储存，接着输入彩色水稻病害图像识别仪与已储存的若干幅水稻纹枯病危害水稻的症状的图像进行自动对比识别，确认稻田中水稻纹枯病的发病程度，将水稻纹枯病的危害信息输入计算机喷药治病指令信息***，并根据危害信息制订出杀菌农药井冈霉素、甲基硫菌灵的兌水配比浓度和喷雾范围的喷药治病指令，从计算机喷药治病指令信息***输出的喷药治病指令通过喷药治病指令信息传输线调控压力泵向治纹枯病化学农药液体的储存箱内的化学农药液体施加压力的大小，并调控压力泵控制治纹枯病化学农药液体的喷雾器的喷雾量的大小，做到发现水稻纹枯病在稻田里早期危害范围不大时，就及时瞄准发病稻株喷药杀菌，防止水稻纹枯病扩大危害范围，防止病菌蔓延到更大的范围里危害更多的稻株。喷少量的农药就可以控制住水稻纹枯病的早期危害，省药、省工、降低农业成本。
无人直升机在稻田的田埂上能垂直起飞和降落，使用方便。无人直升机下方的右雪橇式支撑架和左雪橇式支撑架比行走轮接触地表面的面积大，着陆时更为平稳。
蓄电池通过内置导电线向电动机供电，电动机驱动双层旋转翼传动轴旋转，带动安装在双层旋转翼传动轴上的双层旋转翼一起快速旋转，提供防治水稻纹枯病的智能无人机的主要飞行动力。电动机的动力传输轴带动机尾部螺旋桨推进器快速旋转，提供防治水稻纹枯病的智能无人机在飞行中调整飞行方向的动力。蓄电池同时向光电吊舱、彩色稻病图像储存***、彩色水稻病害图像识别仪、计算机喷药治病指令信息***分别提供进行作业时的用电。
现举出实施例如下：
实施例一：
防治水稻纹枯病的智能无人机的下方的重量小于2.5kg的微小型光电吊舱中的激光相机、电视摄像机将感知到的水稻田中的彩色稻病图像输入彩色稻病图像储存***进行储存，接着输入彩色水稻病害图像识别仪与已储存的彩色水稻纹枯病病害图像进行比较，识别水稻纹枯病的危害状况，将纹枯病的危害信息输入计算机喷药治病指令信息***进行处理，计算机喷药治病指令信息***发出的喷药治病指令通过喷药治病指令信息传输线调控压力泵向治纹枯病化学农药液体的储存箱内的治病化学农药液体施加的压力，调控已加压的化学农药液体通过治纹枯病化学农药液体的喷雾器喷向稻田，及时防治水稻纹枯病。
实施例二：
防治水稻纹枯病的智能无人机的下方的重量小于16kg的轻型光电吊舱中的红外热像仪、激光相机、电视摄像机将感知到的水稻田中的彩色稻病图像输入彩色稻病图像储存***进行储存，接着输入彩色水稻病害图像识别仪与已储存的彩色水稻纹枯病病害图像进行比较，识别水稻纹枯病的危害状况，将纹枯病的危害信息输入计算机喷药治病指令信息***进行处理，计算机喷药治病指令信息***发出的喷药治病指令通过喷药治病指令信息传输线调控压力泵向治纹枯病化学农药液体的储存箱内的治病化学农药液体施加的压力，调控已加压的化学农药液体通过治纹枯病化学农药液体的喷雾器喷向稻田，及时防治水稻纹枯病。
同时整个防治水稻纹枯病的智能无人机采用双层旋转翼传动轴和双层旋转翼可以实现当储存箱内的治病化学农药液体的量在喷药过程中时减少时，还可以根据整个防治水稻纹枯病的智能无人机的重量实时进行调整，从而实现整个防治水稻纹枯病的智能无人机在飞行时可以实时保持稳定。
以上述依据发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改，本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (2)
1.一种带彩色水稻病害图像识别仪防治水稻纹枯病的无人机，其特征是，由无人直升机机身(2)、光电吊舱(3)、彩色稻病图像储存***(4)、彩色水稻病害图像识别仪(5)、计算机喷药治病指令信息***(6)、导电线(7)、电动机(8)、蓄电池(9)、双层旋转翼传动轴(10)、双层旋转翼(11)、动力传输轴(12)、机尾部螺旋桨推进器(13)、治纹枯病化学农药液体的储存箱(14)、喷药治病指令信息传输线(15)、治纹枯病化学农药液体的喷雾器(16)、压力泵(17)、右雪橇式支撑架(18)、左雪橇式支撑架(19)共同组成防治水稻纹枯病的智能无人机(1)；在无人直升机机身(2)的顶部安装电动机(8)、蓄电池(9)、双层旋转翼传动轴(10)、双层旋转翼(11)、动力传输轴(12)、机尾部螺旋桨推进器(13)，在电动机(8)的后方安装蓄电池(9)，在电动机(8)的上方安装双层旋转翼传动轴(10)，在双层旋转翼传动轴(10)上安装双层旋转翼(11)，在电动机(8)的后方安装动力传输轴(12)，在动力传输轴(12)的末端安装机尾部螺旋桨推进器(13)，在防治水稻纹枯病的智能无人机(1)的无人直升机机身(2)的下方安装右雪橇式支撑架(18)和左雪橇式支撑架(19)，在无人直升机机身(2)的前部安装光电吊舱(3)、彩色稻病图像储存***(4)、彩色水稻病害图像识别仪(5)、计算机喷药治病指令信息***(6)、导电线(7)，在彩色稻病图像储存***(4)的下方安装光电吊舱(3)，在彩色稻病图像储存***(4)的后方安装彩色水稻病害图像识别仪(5)，在彩色水稻病害图像识别仪(5)的后方安装计算机喷药治病指令信息***(6)，在无人直升机机身(2)的后部安装治纹枯病化学农药液体的储存箱(14)、喷药治病指令信息传输线(15)、治纹枯病化学农药液体的喷雾器(16)、压力泵(17)，在治纹枯病化学农药液体的储存箱(14)内安装喷药治病指令信息传输线(15)和压力泵(17)，在无人直升机机身(2)的下方安装治纹枯病化学农药液体的喷雾器(16)；蓄电池(9)通过内置导电线与电动机(8)连接，电动机(8)通过双层旋转翼传动轴(10)与双层旋转翼(11)连接，电动机(8)通过动力传输轴(12)与机尾部螺旋桨推进器(13)连接，蓄电池(9)通过导电线(7)与光电吊舱(3)、彩色稻病图像储存***(4)、彩色水稻病害图像识别仪(5)、计算机喷药治病指令信息***(6)连接，压力泵(17)带有自备供电源，光电吊舱(3)通过信息传输线与彩色稻病图像储存***(4)连接，彩色稻病图像储存***(4)通过信息传输线与彩色水稻病害图像识别仪(5)连接，彩色水稻病害图像识别仪(5)通过信息传输线与计算机喷药治病指令信息***(6)连接，计算机喷药治病指令信息***(6)通过喷药治病指令信息传输线(15)与压力泵(17)连接。
2.根据权利要求1所述的一种带彩色水稻病害图像识别仪防治水稻纹枯病的无人机，其特征是，所述的光电吊舱(3)是重量小于2.5kg的、传感器配置为激光相机、电视摄像机的微小型光电吊舱或重量小于16kg的、传感器配置为激光相机、电视摄像机、红外热像仪的轻型光电吊舱或重量小于43kg的、传感器配置为高分辨率相机、高清摄像机、红外热像仪、紫外成像仪的光电吊舱。
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Cited By (1)
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