[发明专利]应用于农业机器人的农作物多光谱图像的采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，更具体地，涉及一种应用于农业机器人的农作物多光谱图像的采集装置。

背景技术

随着我国农业自动化的发展，机器人在农业中得到了越来越广泛的应用，其中，利用机器视觉技术，使用机器人收集农作物的信息，也是机器人在农业中应用的一个重要方面。

农业环境下作物的茎叶果复杂多样、且可见光波段色系相近，对机器人准确获取作物不同组织视觉信息形成巨大挑战。然而由于植物不同组织内在微观组织成分(碳水化合物、水分和纤维等)的差异性，植物的茎、叶、果等不同部位在特定非可见光波段的反射特性呈现明显差异。因此根据作物茎叶果的不同反射特性，精确采集其特定波段的图像，有利于去除杂光引起的干扰，并且融合不同波段的光谱图像，有利于提高机器人对作物茎、叶、果等不同部位的识别准确性。

目前，使用机器人收集农作物的信息主要是通过摄像机采集农作物可见光全波段或者单一波段的图像，并通过对采集的光谱图像进行智能化处理，获得所需要的信息，存在杂光干扰或者单一波段信息有限的问题，影响对目标区域的信息获取的准确性。

发明内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供一种应用于农业机器人的农作物多光谱图像的采集装置。

根据本发明的一个方面，提供一种应用于农业机器人的农作物多光谱图像的采集装置，包括：底座、摄像机、滤光片切换部件、限位部件和预设数量的滤光片；摄像机与底座固定连接，滤光片切换部件与底座连接且滤光片切换部件可相对底座运动，限位部件包括第一部件和第二部件，第一部件可相对第二部件运动，且第二部件可阻止第一部件运动，第一部件与滤光片切换部件固定连接，第二部件与底座固定连接，滤光片固定于滤光片切换部件；滤光片切换部件，用于控制滤光片运动并将滤光片覆盖在摄像机的镜头的正前方；限位部件，用于在滤光片移动并覆盖在摄像机的镜头的正前方时，阻止滤光片切换部件的运动，并使滤光片切换部件保持静止。

其中，该应用于农业机器人的农作物多光谱图像的采集装置的滤光片切换部件还包括摄像机固定件；摄像机通过摄像机固定件与底座固定连接，摄像机固定件为具有直角的L型条状件，摄像机固定件的一端设有圆柱型通孔，摄像机固定件通过第一螺钉穿过圆柱型通孔与底座固定连接，摄像机固定件的另一端设有长条型通孔，摄像机固定件通过第二螺钉穿过长条型通孔与摄像机固定连接。

其中，滤光片切换部件包括转轮和转轮轴；转轮呈圆盘状，转轮的轴线垂直于摄像机的镜头，转轮上均匀设有预设数量的通孔，通孔，用于固定滤光片，转轮的中心部位还设有中心孔，转轮轴穿过转轮的中心孔与转轮同轴线固定连接，转轮轴设有外螺纹，底座设有螺纹孔，螺纹孔设有与转轮轴的外螺纹相配合的内螺纹，转轮轴通过以旋转进出螺纹孔的方式与底座连接。

其中，滤光片为圆形薄片，通孔为圆孔。

其中，滤光片切换部件还包括滤光片固定环；滤光片的直径均相同，通孔为台阶通孔，通孔的靠近摄像机端的内径小于滤光片的直径，通孔的远离摄像机端的内径大于滤光片的直径，通孔内设有内螺纹，通孔内的内螺纹位于通孔的远离摄像机端；滤光片固定环为圆环，滤光片固定环的外圆的直径与通孔的远离摄像机端的内径相同，滤光片固定环的内圆的直径小于滤光片的直径，滤光片固定环的外圆周上设有与通孔的内螺纹相配合的外螺纹，滤光片固定环通过通孔的内螺纹和滤光片固定环的外螺纹旋入通孔，滤光片放入通孔的远离摄像机端，并通过滤光片固定环和通孔的靠近摄像机端固定在通孔内。

其中，第一部件包括旋转定位轮，第二部件包括钢珠和弹簧；旋转定位轮呈齿轮状，旋转定位轮的中心部位设有中心孔，转轮轴穿过旋转定位轮的中心孔与旋转定位轮同轴线固定连接，旋转定位轮的外圆周上设有预设数量的凹槽；底座包括圆柱形凹陷部位，螺纹孔设置在圆柱形凹陷部位的底部，且圆柱形凹陷部位的轴线与所述螺纹孔的轴线重合，圆柱形凹陷部位的侧壁设有圆孔，圆孔的轴线穿过旋转定位轮的轴线且平行于转轮所在的平面，弹簧置于圆孔内，钢珠置于弹簧上，钢珠在弹簧的弹力作用下嵌入到旋转定位轮的凹槽内。

其中，钢珠的直径大于圆孔的直径，弹簧的自然长度大于圆孔的深度。

其中，圆孔位于旋转定位轮的下方，圆孔的轴线沿竖直方向。