[发明专利]一种基于子母系统的喷药系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于子母系统的喷药系统及方法，由喷药机器人和线路规划无人机组成的子母系统共同完成植保作业；所述无人机图像采集模块采集农田图像，发送至无人机控制模块；所述无人机控制模块根据农田图像生成最优喷药线路，并发送给机器人控制模块，机器人控制模块控制机器人按照最优喷药线路行进至需要喷药的农田区域附近后，机器人图像采集模块获取周围的农作物图像，并识别农作物上需要喷药的部位，发送至机器人控制模块；机器人控制模块控制机械臂移动至农作物上需要喷药的部位，使喷头对准需要喷药的部位开始进行喷药。本发明通过无人机的智能规划线路，最大程度地减少机器人在工作过程中的药剂、电量等耗损。

技术领域

本发明涉及农业机械领域，具体涉及喷药方法，尤其涉及一种基于子母系统的喷药系统及方法，还涉及一种基于图像处理的喷药母机。

背景技术

当前，我国常见的喷药方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保护的农作物进行大面积喷洒。人工喷药的方式，一方面需要付出大量的人力，另一方面由于喷洒不均造成了农药浪费和土地污染的问题。随着科技发展，利用无人机对农作物进行大面积喷洒的植保机出现。在运用无人机进行植保作业时，需要对农田进行人工图像采集，并人工规划路径，然后根据路径进行大范围的喷药。其中对农田进行人工图像采集和路径规划的通常做法是通过人工携带定位装置对带喷药农田区域进行测绘规划；目前的植保机仍然存在明显的弊端：(1)没有解决喷洒不均造成的农药浪费和土地污染的问题；(2)人工测绘不适用于大面积农田；(3)由于人工测绘的误差，始终无法保证植保机喷药路径为最优路径；(4)无人机高空作业，无法保证精准喷药，尤其是对于百合一类需要精准喷药的作物，非常地不适用。

目前，无人机大量应用于植保，对农田进行喷药等，但无法保证达到对作物待喷药部位精准喷药的效果。而结合无人机能自动规划最优线路与机器人能精准控流靶向喷药的优势，基于子母系统的农业植保机尚未研发应用。

发明内容

本发明所要解决的问题是，针对现有的喷药方式所存在的缺陷，提供一种基于子母系统的喷药系统及方法，由喷药机器人和线路规划无人机组成的子母系统共同完成植保作业，减去人工规划机器人线路的复杂操作，通过无人机的智能规划线路，最大程度地减少机器人在工作过程中的药剂、电量等耗损。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于子母系统的喷药系统，包括由喷药机器人和线路规划无人机组成的子母系统，其中母机为喷药机器人，子机为线路规划无人机，母机和子机通信连接；

所述母机中设置有机器人图像采集模、机器人定位模块、喷药模块和机器人控制模块；机器人定位模块、机器人图像采集模块和喷药模块均与机器人控制模块相连；

所述子机中设置有无人机图像采集模块、无人机定位模块和无人机控制模块；无人机图像采集模块和无人机定位模块与无人机控制模块相连；

所述无人机图像采集模块采集农田图像，并将农田图像发送至无人机控制模块；所述无人机控制模块根据无人机图像采集模块采集的农田图像(图像灰度值)，生成最优喷药线路；

所述机器人定位模块用于获取母机位置，并提供给子机上的无人机控制模块；无人机定位模块获取子机位置，并提供给无人机控制模块；无人机控制模块根据母机和子机的位置，控制子机正确返航，并与母机对接；

与母机对接后，无人机控制模块将生成的最优喷药线路发送给机器人控制模块，机器人控制模块控制机器人按照最优喷药线路行进至需要喷药的农田区域附近；