CN109511630A - 具有目标跟踪功能的智能喷头 - Google Patents
具有目标跟踪功能的智能喷头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109511630A CN109511630A CN201710859029.9A CN201710859029A CN109511630A CN 109511630 A CN109511630 A CN 109511630A CN 201710859029 A CN201710859029 A CN 201710859029A CN 109511630 A CN109511630 A CN 109511630A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- image
- target
- camera
- nozzle
- laser lamp
- 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
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
- A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
- A01M7/005—Special arrangements or adaptations of the spraying or distributing parts, e.g. adaptations or mounting of the spray booms, mounting of the nozzles, protection shields
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Insects & Arthropods (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有目标跟踪功能的智能喷头,包括自稳定云台、相机、激光灯、喷嘴、储水壶、图像处理器、电机和图像采集卡;所述喷嘴、激光灯和相机固定在自稳定云台上,相机用于拍摄图像并通过图像采集卡将图像发送给图像处理器;图像处理器对采集的图像进行分割,区分出目标和背景,将目标位置信息发送给搭载智能喷头的运动平台;激光灯用于瞄准目标,储水壶用于储存待喷液体,喷嘴和电机连接。本发明利用图像识别自动寻找目标,实现对目标精确喷洒。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械领域,尤其涉及一种具有目标跟踪功能的智能喷头。
背景技术
目前,对无人飞行器的应用已经逐渐遍及工业、农业等各个领域。
在农业或园植方面,现有的方法大多是以手动操控无人机直接搭载农药喷头,对作物等进行喷洒,这样既消耗了大量的人力,又使得部分农药被喷洒到了无用的地方,浪费了大量资源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有目标跟踪功能的智能喷头,弥补现有技术无法自主寻找目标的不足。
实现本发明目的的技术方案为:一种具有目标跟踪功能的智能喷头,包括自稳定云台、相机、激光灯、喷嘴、储水壶、图像处理器、电机和图像采集卡;所述喷嘴、激光灯和相机固定在自稳定云台上,相机用于拍摄图像并通过图像采集卡将图像发送给图像处理器;图像处理器对采集的图像进行分割,区分出目标和背景,将目标位置信息发送给搭载智能喷头的运动平台;激光灯用于瞄准目标,储水壶用于储存待喷液体,喷嘴和电机连接。
与现有技术相比,本发明的优点为:
(1)本发明对获得的图像进行处理得到目标物体的位置信息,并将其发送给搭载平台,搭载平台再对其做出相应的移动操作,使得相应的目标物体进入到相应的喷洒区域内,不需要专业人员对搭载平台进行直接操作;
(2)本发明能够对目标精确喷洒,节省大量资源。
附图说明
图1是本发明具有目标跟踪功能的智能喷头总体结构图。
图2是喷嘴、激光灯和相机所在位置局部示意图。
图3是图像处理过程流程图。
具体实施方式
结合图1、图2,一种具有目标跟踪功能的智能喷头,包括自稳定云台1、相机2、激光灯3、喷嘴4、储水壶5、图像处理器6、电机7和图像采集卡8;
所述喷嘴4、激光灯3和相机2固定在自稳定云台1上,相机2用于拍摄图像并通过图像采集卡8将图像发送给图像处理器6;图像处理器6对采集的图像进行分割,区分出目标和背景,将目标位置信息发送给搭载智能喷头的运动平台;激光灯3用于瞄准目标,储水壶5用于储存待喷液体,喷嘴4和电机7连接,电机7用于从储水壶5中吸取待喷液体至喷头4。
进一步的,激光灯3固定在相机2下方,喷嘴4固定在激光灯3下方,以防止液体在喷洒时滴落到镜头上。
进一步的,图像处理器6对采集图像的处理过程为:
第一步:图像的预处理:
对目标图像进行亮度调整、去除噪声,使原始图像归一化为标准图像;
由于目标图像结构的相似性,当把很多目标图像规一化后,这些图像在这一超高空间中不是随机或散乱分布的,而是存在某种规律。因此,通过PCA变换用一个低维子空间描述目标图像,同时又能保存所需要的识别信息。
第二步:利用PCA变换进行目标识别
(1)设训练样本集为X=(x1,x2,…,xN),N为训练样本的总数,xi为第i个训练样本图像向量;
(2)计算协方差矩阵:
(3)计算特征值λi及对应的正交化、归一化特征向量ai,将特征值按照从大到小进行排序λ1≥λ2≥…≥λn;
(4)取出前d个最大特征值及其对应的正交化、归一化特征向量a1,a2,…,ad,分别将这d个特征向量化为p行q列矩阵得到d幅图像,称为特征图像;由特征图像a1,a2,…,ad张成一个降维的特征子空间;
(5)对于任意待识别样本f,通过向特征图像子空间投影获得其系数向量:
y=(a1,a2,…,ad)Tf
其重现图像为:
f′=(a1,a2,…,ad)Ty
其重建图像的信噪比:
若信噪比小于阈值θ,则判决不是目标图像。
图3为图像处理总流程。通过相机采集图像数据,并通过图像采集卡传送到图像处理器中。图像处理器对传入的图像数据进行图像分析得到目标的位置信息,进而将目标位置信息发送给搭载平台。搭载平台在根据收到的位置信息进行移动,找到相应的目标。
Claims (3)
1.一种具有目标跟踪功能的智能喷头,其特征在于,包括自稳定云台(1)、相机(2)、激光灯(3)、喷嘴(4)、储水壶(5)、图像处理器(6)、电机(7)和图像采集卡(8);
所述喷嘴(4)、激光灯(3)和相机(2)固定在自稳定云台(1)上,相机(2)用于拍摄图像并通过图像采集卡(8)将图像发送给图像处理器(6);图像处理器(6)对采集的图像进行分割,区分出目标和背景,将目标位置信息发送给搭载智能喷头的运动平台;激光灯(3)用于瞄准目标,储水壶(5)用于储存待喷液体,喷嘴(4)和电机(7)连接。
2.根据权利要求1所述的具有目标跟踪功能的智能喷头,其特征在于,激光灯(3)固定在相机(2)下方,喷嘴(4)固定在激光灯(3)下方。
3.根据权利要求1所述的具有目标跟踪功能的智能喷头,其特征在于,图像处理器(6)对采集图像的处理过程为:
第一步:图像的预处理
对目标图像进行亮度调整、去除噪声,使原始图像归一化为标准图像;
第二步:利用PCA变换进行目标识别
(1)设训练样本集为X=(x1,x2,...,xN),N为训练样本的总数,xi为第i个训练样本图像向量;
(2)计算协方差矩阵:
(3)计算特征值λi及对应的正交化、归一化特征向量ai,将特征值按照从大到小进行排序λ1≥λ2≥…≥λn。
(4)取出前d个最大特征值及其对应的正交化、归一化特征向量a1,a2,...,ad,分别将这d个特征向量化为p行q列矩阵得到d幅图像,称为特征图像;由特征图像a1,a2,...,ad张成一个降维的特征子空间;
(5)对于任意待识别样本f,通过向特征图像子空间投影获得其系数向量:
y=(a1,a2,...,ad)Tf
其重现图像为:
f′=(a1,a2,...,ad)Ty
其重建图像的信噪比:
若信噪比小于阈值θ,则判决不是目标图像。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710859029.9A CN109511630B (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 具有目标跟踪功能的智能喷头 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710859029.9A CN109511630B (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 具有目标跟踪功能的智能喷头 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109511630A true CN109511630A (zh) | 2019-03-26 |
CN109511630B CN109511630B (zh) | 2021-09-21 |
Family
ID=65768627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710859029.9A Active CN109511630B (zh) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | 具有目标跟踪功能的智能喷头 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109511630B (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101295401A (zh) * | 2008-06-05 | 2008-10-29 | 上海交通大学 | 基于线性pca的红外点目标检测方法 |
CN101626489A (zh) * | 2008-07-10 | 2010-01-13 | 苏国政 | 无人值守目标智能识别与自动跟踪的方法及其*** |
CN102680488A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-09-19 | 北京农业信息技术研究中心 | 一种基于pca的块状农产品在线识别装置及方法 |
CN103918636A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-16 | 青岛农业大学 | 基于图像处理的智能喷药方法及喷药机器人 |
CN103988824A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-08-20 | 浙江大学 | 一种基于双目视觉技术的自动对靶喷施*** |
CN104430272A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-03-25 | 安徽农业大学 | 一种基于图像处理的自走式智能喷雾机 |
WO2015161352A1 (pt) * | 2014-04-22 | 2015-10-29 | Da Costa Goerl Eduardo | Veiculo aéreo não tripulado (vant), usado para atividade agrícola e aplicação de pesticidas e fertilizantes |
CN205750557U (zh) * | 2016-07-06 | 2016-11-30 | 河北博鹰通航科技有限公司 | 一种采用差分gps导航的植保无人机 |
KR20170040606A (ko) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 조봉현 | 도로의 노면 표시 장치 |
-
2017
- 2017-09-20 CN CN201710859029.9A patent/CN109511630B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101295401A (zh) * | 2008-06-05 | 2008-10-29 | 上海交通大学 | 基于线性pca的红外点目标检测方法 |
CN101626489A (zh) * | 2008-07-10 | 2010-01-13 | 苏国政 | 无人值守目标智能识别与自动跟踪的方法及其*** |
CN102680488A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-09-19 | 北京农业信息技术研究中心 | 一种基于pca的块状农产品在线识别装置及方法 |
CN103988824A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-08-20 | 浙江大学 | 一种基于双目视觉技术的自动对靶喷施*** |
WO2015161352A1 (pt) * | 2014-04-22 | 2015-10-29 | Da Costa Goerl Eduardo | Veiculo aéreo não tripulado (vant), usado para atividade agrícola e aplicação de pesticidas e fertilizantes |
CN103918636A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-16 | 青岛农业大学 | 基于图像处理的智能喷药方法及喷药机器人 |
CN104430272A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-03-25 | 安徽农业大学 | 一种基于图像处理的自走式智能喷雾机 |
KR20170040606A (ko) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 조봉현 | 도로의 노면 표시 장치 |
CN205750557U (zh) * | 2016-07-06 | 2016-11-30 | 河北博鹰通航科技有限公司 | 一种采用差分gps导航的植保无人机 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
张梁 等: "无人飞行器双目视觉位姿估计算法改进与验证", 《上海交通大学学报》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109511630B (zh) | 2021-09-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11216954B2 (en) | Systems and methods for real-time adjustment of neural networks for autonomous tracking and localization of moving subject | |
US10719743B2 (en) | License plate reader using optical character recognition on plural detected regions | |
CN109871013B (zh) | 清洁机器人路径规划方法及***、存储介质、电子设备 | |
US11259515B2 (en) | Agricultural plant detection and control system | |
CN105979147A (zh) | 一种无人机智能拍摄方法 | |
JP2016519941A5 (zh) | ||
CN112394527A (zh) | 多维摄像装置及其应用终端和方法 | |
WO2022088419A1 (zh) | 投影方法、装置、投影设备及计算机可读存储介质 | |
CN109905641B (zh) | 一种目标监控方法、装置、设备及*** | |
WO2018014420A1 (zh) | 一种基于发光目标识别的无人机跟踪控制***及方法 | |
CN111765974A (zh) | 一种基于微型制冷红外热像仪的野生动物观测***及方法 | |
Kouris et al. | Informed region selection for efficient uav-based object detectors: Altitude-aware vehicle detection with cycar dataset | |
CN107622273B (zh) | 一种目标检测和辨识的方法和装置 | |
CN104253944A (zh) | 基于目光连接的声音命令下达装置和方法 | |
CN113902698A (zh) | 一种基于智能视觉控制的无人机云台渐进式目标对焦方法 | |
CN109511630A (zh) | 具有目标跟踪功能的智能喷头 | |
Zheng et al. | An efficient online citrus counting system for large‐scale unstructured orchards based on the unmanned aerial vehicle | |
CN113095261B (zh) | 基于枪球联动的监控方法、***、设备及存储介质 | |
RU184184U1 (ru) | Автономный оптико-электронный модуль обнаружения наземных объектов для робототехнических комплексов | |
KR20200048030A (ko) | 동력분무기의 과수 인식 분무 제어장치 및 방법 | |
CN102759953A (zh) | 一种自动摄像头 | |
US20230141945A1 (en) | Quantifying biotic damage on plants, by separating plant-images and subsequently operating a convolutional neural network | |
WO2018018813A1 (zh) | 用于智能种植设备的控制方法及装置、智能种植设备 | |
CN109714619A (zh) | 一种智能电视 | |
Stojanović et al. | Parking Occupancy Prediction using Computer Vision with Location Awareness |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | 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 |