[发明专利]一种基于双目视觉技术的苹果树自动授粉机

说明书

本发明为一种基于双目视觉技术的苹果树自动授粉机。该授粉机包括授粉装置、飞行器装置、图像采集处理装置、信号标签装置、定位导航装置和电脑；所述的授粉装置包括载重杆、授粉定杆、授粉动杆、授粉喷头和圆形托盘；载重杆上端固定有第二中心轴转子，载重杆底部固定有圆形托盘；授粉定杆上端穿过圆形托盘与载重杆的内部相连，下端与授粉动杆相连；授粉动杆的下端通过授粉喷头连接管与授粉喷头相连。本发明能够克服现有技术所存在的不足，实现全自动、高精度、大容量、低成本的果树授粉操作，解决人工授粉劳动量大，普通液压式授粉操作成本高等一系列问题。

技术领域

本发明为一种用于苹果树自动授粉的机器设备，具体涉及一种基于双目视觉技术的苹果树自动授粉机，属于农业机械领域。

背景技术

果树授粉有多种方式，最常见的是自然授粉和人工授粉两种。自然授粉具有随机性，容易受到恶劣天气影响，只依靠自然授粉，对大多数为异花传粉的果树来讲，座果率低、果型不周正、品质差。人工授粉是指在人为干预的情况下，对优质的花朵进行点授或者喷雾授粉，克服天气恶劣等自然环境影响，实现疏花疏果以花定果技术，提高果树座果率和果实品质。

国外苹果园通常采用人工伺养的蜜蜂或者壁蜂对苹果进行授粉，提高果实的座果率，但是由于果园大量使用农药，导致蜜蜂或壁蜂损失较大，而且人工饲养蜜蜂或壁蜂需要提供巢穴，妥善回收与保存巢块，无形中增加了劳动量，过程复杂，投资较大，因而机械授粉必然会成为未来果树授粉的主要趋势。

我国对苹果树的授粉方式主要采用自然授粉和人工授粉相结合，用人工授粉来解决自然授粉受环境影响的不足和随机性。一般而言，苹果自交不能结实，苹果花花期短，短时间内对整片果园进行人工授粉，任务量大。申请号为201320558641.x的中国实用新型专利公开发明了日光温室有轨式自动授粉机，结构上由有轨电车装置和油压推进系统与数控仪组成，实现了温室设施栽培生产劳动的授粉过程自动化，但是有轨式的结构限制只能在室内有规律的果树中自动授粉，普通苹果园果树排列不规整，无法采用有轨式自动授粉机进行授粉。尽管目前各种授粉装置层出不穷，但都需要人工参与，没有从根本上解决人力劳动量大的难题。

近几年随着无人机技术的快速发展，越来越广泛的领域给无人机技术的开拓提供了空间，这无疑为果树授粉技术提供了一个新思路，但是由于无人机形状较大、无法在错综复杂的树杆中灵活运作，对花朵进行一对一授粉更是不可能，另外无人机升力有限，所以对于其能够携带的重物质量有一定制约。由于上述种种问题的存在，无人机的应用在果树授粉领域的发展受到限制。

当前存在一种液压式人工参与的授粉装置，该装置通过液压泵，将花粉以雾状形式喷出，实现大范围的果树授粉，但是该装置需要人工参与，成本高，重量大，而且授粉无针对性，大范围的集中授粉，无法保证准确率，除此外还会造成花粉的大量浪费和环境污染问题。

因此，对一种能够实现全自动、高精度、大容量、低成本的授粉装置的研究显得尤为迫切。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所存在的不足，提供一种基于双目视觉技术的苹果树自动授粉机。该装置将飞行器应用于果树授粉中，利用定位导航技术实现对苹果树的精确定位，采用当前公知的双目视觉技术和图像处理技术对花朵进行定位、分类，依据花瓣绽开时的弯曲度和花蕊中心颜色深浅情况，甄选出全盛开的花朵进行授粉，可以提高果实的座果率和花粉最大利用率。授粉装置模块，通过设计载重杆、授粉定杆和授粉动杆组合，使授粉装置具有授粉定杆的稳定特点和授粉动杆的伸缩变换特点的双重特性，载重杆承载授粉装置的大部分重量，为存放授粉动杆提供足够的空间和稳定保障，授粉动杆半径小，这种设计是为了保证授粉动杆能够抵达任意目标授粉的花蕊处。本发明能够克服现有技术所存在的不足，实现全自动、高精度、大容量、低成本的果树授粉操作，解决人工授粉劳动量大，普通液压式授粉操作成本高等一系列问题。

本发明的技术方案为：

一种基于双目视觉技术的苹果树自动授粉机，该授粉机包括授粉装置、飞行器装置、图像采集处理装置、信号标签装置、定位导航装置、控制模块和电脑；