[发明专利]基于图像处理的智能喷药方法及喷药机器人

说明书

技术领域

本发明属于农业机械领域，具体涉及喷药方法，特别涉及一种基于图像处理的智能喷药方法，还涉及一种基于图像处理的喷药机器人。

背景技术

当前我国常见的喷药反式为由工作人员背负机械式或电动式喷药机对某一区域需要除草的田地或者植物进行大面积喷洒，这种方式存在很多缺点：1、喷药效率低，使得农民投入加大；这是因为需要对区域的所有植物包括杂草进行喷药，造成喷药的面积增大，另外，传统的机械式或电动式喷药机效率低下；2、对操作者身体伤害大；这是由于由于农药中含有大量的化学成分，这些化学成分对人体都有不同程度的毒性；3、对环境的负面影响大；这是由于药液极易通过渗透等途径进入土壤和水源从而间接污染环境，调查研究显示，农药污染往往需要数百年的时间才能恢复。

中国专利201320057120.6提出了一种“单/双子叶杂草识别喷药管理装置”，该系统包括：智能手机或掌上电脑，及集成在其上依次连接的图像采集、图像识别、叶片分类和结果显示及发送模块。该装置可在识别农田单/双子叶杂草及群落组合的基础上，快速给出不同除草剂配比组合的方案，实现除草剂的变量和高效利用，具有便携、实用、普及率高的特点。然而，由于该装置主要针对单/双子叶杂草的识别，只能智能识别特定的杂草而不能针对特定的作物进行喷药，这样大大限制了喷药的功能及范围；同时该系统的图像处理采用的是工控机，成本较高，并且工控机的功耗较大，不利于使用在便携的设备上。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于图像处理的智能喷药方法；本发明还提供了基于图像处理的喷药机器人，所述喷药机器人既能对作物进行除虫剂的喷洒，还能对杂草进行识别并喷洒除草剂。

本发明的技术方案是：基于图像处理的智能喷药的方法包括如下步骤：通过视频采集模块实时采集前方区域的图像并送入数字信号处理器分析、处理，数字信号处理器将处理结果送至嵌入式处理器，嵌入式处理器根据移动平台所在区域内植物和杂草的分布情况，控制移动平台移动至待采集区域附近，嵌入式处理器通过喷药机械手舵机驱动器进而驱动喷药机械手将喷药杆送到待喷药区域内的杂草附近。嵌入式处理器控制除草剂喷药电机继电器吸合进而控制除草剂喷药电机转动进行喷洒除草剂，同时喷药杆所连舵机转动从而带动除草剂喷头转动，达到喷洒均匀的目的；喷洒完毕后，嵌入式处理器控制除草剂喷药电机继电器释放进而停止除草剂喷药电机转动；然后，嵌入式处理器通过喷药机械手舵机驱动器进而驱动喷药机械手将喷药杆送到待喷药区域内的作物附近，此时嵌入式处理器控制除虫剂喷药电机继电器吸合进而控制除虫剂喷药电机转动进行喷洒除虫剂，喷洒完毕后，嵌入式处理器控制除虫剂喷药电机继电器释放进而停止除虫剂喷药电机转动。

优选的是，所述喷药方法还包括人工干预步骤：喷药机器人喷洒农药时，无线视频发射模块将路况摄像机采集的视频实时传输给无线视频接收器，无线视频接收器通过AV线与监控显示器连接，工作人员通过监控显示器可以实时观测智能喷药机器人所处区域的工作环境和工作状态；同时，工作人员通过操作按键进而通过ZIGBEE协调器发射信号，ZIGBEE节点接收信号后传输给MSP430控制器，MSP430控制器通过控制两自由度云台驱动器进而控制两自由度云台动作，工作人员可以查看不同角度的喷药机器人周围工作环境和工作状态；根据查看结果控制喷药装置的判断喷药机器人的喷药区域和药量。