[发明专利]基于随机森林和二维码识别的农业移动机器人

说明书

本发明涉及一种基于随机森林和二维码模式识别的移动机器人，包括摄像头、二维码识别模块、通讯模块、温度传感器、湿度传感器、控制器、电机驱动模块、运动电机和工作电机。二维码用于移动机器人在农业场所中的模式识别和定位，摄像头则是用于监测农作物情况，并将其作为输入，通过随机森林算法建立的模型进行行为决策，所述二维码识别模块和摄像头都由串口与控制器进行通讯，移动机器人读取信息再进行运动控制和决策作业。本发明专利设计合理，由二维码识别模块进行识别和定位，再加之摄像头监测的结果结合随机森林模型进行作业行为决策，能够达到农业自动化，减少人工参与的目的，达到了预期效果，具有成本低、运动精准，效率高。

技术领域

本发明涉及一种基于随机森林和二维码识别的农业移动机器人，尤其涉及一种可以基于随机森林模型进行作业决策和基于二维码进行模式识别和定位的移动机器人。

背景技术

当下移动机器人的应用越来越广泛,几乎渗透到了所有领域，也慢慢的应用于了农业领域，越来越多地够取代人们完成一些重复的工作。其中农业移动机器人的主要技术问题还是定位问题，当下的主流技术有GPS定位，但是其成本高，对处理模块的通讯要求高。又考虑到，在农业领域，路径规划比较简单，如人在农田中的作业路径一般都是在田垄上的，是既定的、相似的、小范围的，其定位可以是离散的，离散程度可以根据情况而定。此外移动机器人需要工作的区域有多种地方，除了识别出不同的坐标以外，还需要一个模式识别方法，在不同的地方做不同的事，也就是说坐标信息中还需要包含模式信息。针对这些问题，本文提出了一个基于二维码的农业移动机器人，解决定位成本高和模式识别复杂问题，将坐标信息和模式信息都包含在二维码中。

当下农业作业也越来越大规模化和区域化，对人工工作量要求比较大，在这样的现状下，我们很希望可以使用移动机器人进行人工替代，提高生产力和农业自动化程度。但是农业领域中移动机器人又不能死板地进行统一作业，因为不同情况下的作物种植、培育过程不一样，有的需要除虫，有的又不需要。且大部分的工作的完成都是基于经验性的工作，有很多重复、麻烦但基于经验的工作，一般的移动机器人无法进行作业，故此对于一些经验性的问题，本发明提出了基于随机森林的决策模型，进行决策，解决常规移动机器人的不“灵活”、低效的特点。

发明内容

本发明的目的在于针对市场的需求和现有技术的不足，公开了一种基于随机森林和二维码识别的农业移动机器人。本发明应用于农业领域，基于随机森林和二维码识别的农业移动机器人包括摄像头、二维码识别模块、通讯模块、温度传感器、湿度传感器、控制器、电机驱动模块、运动电机和工作电机。摄像头、二维码识别模块、通讯模块、温度传感器、湿度传感器、电机驱动模块均与控制器相连，电机驱动模块与运动电机、工作电机相连。

二维码以离散形式分布在农业工作区域的田垄中，以某一直线田垄所在方向为X轴，与其垂直的田垄方向为Y轴，所述的二维码包含二维码所在位置的坐标信息和模式信息，所述的模式信息是指以二维码所处位置为中心、以上述X轴与Y轴构成的直角坐标系四个象限内的作物种类信息。二维码识别模块用于识别所述的二维码，二维码信息包含六个元素(x₀,y₀,m₀,n₀,z₀,p₀)，其中(x₀，y₀)代表着当前二维码在农田中的坐标，而m₀表示第一象限的作物编号，n₀表示第二象限作物编号，z₀表示第三象限作物编号，p₀表示第四象限作物编号。

相应的路径规划：