一种基于机器视觉的自动喷药机器人.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115956549A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202211015227.4B25J11/00(2006.01)(22)申请日2022.08.23(71)申请人天津农学院地址300384天津市西青区津静公路(72)发明人吴海云曾雅楠姜永成卫勇单慧勇任东悦李阳(74)专利代理机构北京深川专利代理事务所(普通合伙)16058专利代理师杨鑫鑫(51)Int.Cl.A01M7/00(2006.01)G06V20/10(2022.01)G06V10/764(2022.01)G06V10/774(2022.01)G06V10/82(2022.01)权利要求书2页说明书4页附图7页(54)发明名称一种基于机器视觉的自动喷药机器人(57)摘要本发明提供了一种基于机器视觉的自动喷药机器人，包括控制系统，以及与控制系统连接的驱动系统、识别系统、喷药系统；所述驱动系统用于带动机器人移动；所述识别系统用于对环境识别，并将识别结果反馈至控制系统；所述喷药系统用于对作物进行喷药操作。本发明所述的一种基于机器视觉的自动喷药机器人，通过识别系统对工作区域的健康作物以及患有病害作物进行图像处理和分类，进行分类后根据实际的需求控制喷药系统进行工作，实现对患有病害作物的精准施药，此方法可减少药剂的使用，减少水资源的浪费，减少药剂对农作物的危害，在对农作物进行除作物病害操作时，可以大大减少药剂的成本。CN115956549ACN115956549A权利要求书1/2页1.一种基于机器视觉的自动喷药机器人，其特征在于：包括控制系统，以及与控制系统连接的驱动系统(1)、识别系统、喷药系统(2)；所述驱动系统(1)用于带动机器人移动；所述识别系统用于对环境识别，并将识别结果反馈至控制系统；所述喷药系统(2)用于对作物进行喷药操作。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的自动喷药机器人，其特征在于：驱动系统(1)包括电动轮(11)和转向结构，所述电动轮(11)用于带动机器人前后运动，所述转向结构通过调节电动轮(11)的方向改变机器人的运动方向。3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的自动喷药机器人，其特征在于：识别系统包括采集摄像头和处理单元，采集摄像头对机器人所在的区域进行图像采集，通过处理单元对采集的图像处理后，反馈至识别系统。4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的自动喷药机器人，其特征在于：喷药系统(2)包括储药箱(21)和分液喷杆(22)，储药箱(21)与分液喷杆(22)之间设置有计量泵，分液喷杆(22)上自上向下设有多个雾化喷头(23)。5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的自动喷药机器人，其特征在于：机器人的架体包括水平调节单元和竖直调节单元，水平调节单元包括水平伸缩杆(3)，竖直调节单元包括竖直升降杆(4)，所述水平调节单元用于改变电动轮(11)之间的间距，所述竖直调节单元用于改变分液喷杆(22)与地面的距离；水平调节单元包括水平液压缸(31)，竖直调节单元包括竖直液压缸(41)；水平液压缸(31)、竖直液压缸(41)与控制系统连接。6.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的自动喷药机器人，其特征在于：转向结构包括转动电机(5)和角度传感器(51)，转动电机(5)通过带动转动杆(52)进而带动电动轮(11)转动，角度传感器(51)用于检测转动杆(52)的转动角度。7.基于权利要求1‑6任一所述的一种基于机器视觉的自动喷药机器人的喷药方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过采集摄像头对植物进行拍照，并将采集的图像发送至处理单元；S2、通过处理单元对采集的图像进行图像处理，利用训练好的神经网络进行识别，对图片中的农作物的病害情况进行识别和分类；S3、完成分类后，通过控制系统控制驱动系统(1)将机器人移动至相应的工作区域后，执行喷药作业。8.基于权利要求1‑6任一所述的一种基于机器视觉的自动喷药机器人的喷药方法，其特征在于，需要事先对机器人进行模型训练，包括以下步骤：A1、首先采集作物病害叶片的图像信息，进行数据增强；A2、将采集到的图像信息分为训练集、验证集和测试集；A3、利用训练集和验证集构建网络模型，训练生成最优权重；A4、结合步骤A2和步骤A3构建最优检测模型；A5、进行评价指标分型，判断是否满足要求，如果满足则表示病害预测模型建立成功，否则调整参数阈值重新执行步骤A5；A6、将模型部署到开发板硬件设备平台试验；2CN115956549A权利要求书2/2页A7、检测病害预测模型对作物病害的判断是否准确，准确则结束，否则调整参数后重新执行步骤A5‑A7。3CN115956549A说明书1/4页一种基于机器视觉的自动喷药机器人技术领域[0001]本发明属于作物喷药