[发明专利]一种基于AR的矮化密植果树定穴施肥遥控操作方法

说明书

本发明涉及一种基于AR的矮化密植果树定穴施肥遥控操作方法，包括施肥机和操作人员使用的手机及AR眼镜，该施肥机顶部安装双目摄像机，能够采集轨道侧面果树图像，并通过4G/5G网络模块上传到云端流媒体服务器，再通过手机接收相关位置信息，并在AR眼镜上显示，然后，再操作手机发送控制信号，经过云端服务器控制施肥机进行施肥动作，既解决了果树间空间狭小作业机械无法进入的问题，又能够实现遥操作精准穴施，可有效提高作业效率和质量。

技术领域

本发明涉及一种农业机械的控制方法，尤其是一种施肥机的控制方法，具体的说是一种基于AR的矮化密植果树定穴施肥遥控操作方法。

背景技术

果树生长需要定期施肥。矮化密植果树的树干和冠层低矮，且行距和株距较小。由于空间狭小，传统人工驾驶的施肥机械无法携带肥料箱进入果园内部进行施肥作业，急需改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于AR的矮化密植果树定穴施肥遥控操作方法，可以利用AR技术，通过远程遥控的方式控制施肥机对矮化密植果树进行定穴施肥，提高作业效率，并可避免漏施或重复施肥。

本发明的技术方案是：

一种基于AR的矮化密植果树定穴施肥遥控操作方法，包括施肥机和操作人员使用的手机及AR眼镜，该施肥机安装在轨道上，该轨道两端设有电机，能够拖动所述施肥机沿所述轨道移动；所述轨道上设有位置传感器，能够获取所述施肥机的位置信息；该施肥机顶部安装双目摄像机，能够采集轨道侧面果树图像，并通过4G/5G网络模块上传到云端流媒体服务器；所述手机能够连接云端流媒体服务器和云端通讯服务器，并获取双目视频流，再合成左右格式的3D图像后推送到AR眼镜上；所述操作方法包括以下步骤：

1）施肥机在电机带动下在轨道上移动，双目摄像机以固定机位不间断采集轨道侧面果树图像，并通过4G/5G网络模块上传到云端流媒体服务器；

2）图像处理单元对采集到的图像实时分析处理，探测图像中是否有树干；如果有，通过双目测距算法，快速定位树干底部中心点相对施肥机几何中心的位置信息；该位置信息以二维平面直角坐标数据表示；

3）当树干底部中心点处在施肥机的施肥作业半径以内时，施肥机停止前行，记录当前的树干底部中心点坐标；否则，返回步骤1）；

4）通过位置传感器获取施肥机几何中心在轨道上的位置信息；

5）将步骤3）中树干底部中心点位置信息和步骤4）中施肥机几何中心在轨道上的位置信息进行数据融合，计算出树干底部中心点在果园中的绝对位置信息，并通过4G/5G网络模块，将该绝对位置信息上传到云端通讯服务器；该绝对位置信息以坐标形式表示；

6）操作人员在远程通过手机的4G/5G网络连接到上述云端流媒体服务器和云端通讯服务器；在云端流媒体服务器上获取双目视频流，并在手机中合成左右格式的3D图像，推送到AR眼镜上；在云端通讯服务器上获取树干底部中心点坐标，并以此为圆心，绘制一个半径为R的圆，推送到AR眼镜上，以立体投影方式和实景叠加显示；此圆即为施肥圆，圆周上任意一点均可作为穴施点；

7）操作人员带上AR眼镜，即可看到树根部3D实景图片和叠加的以彩色形式突出显示的施肥圆，并通过手机发送重力传感器数据到云端通讯服务器；

8）施肥机通过4G/5G模块连接到云端通讯服务器，取回重力传感器数据，并将该数据转换为控制指令，控制施肥机的肥料臂往前后左右4个方向上的水平运动。

9）操作人员在远程通过AR眼镜观察肥料臂的位置，当该肥料臂到达施肥圆上方后，操作人员操作手机，使肥料臂的末端插入到土壤，完成施肥；同时，将该施肥点的坐标数据通过4G/5G网络回传到云端通讯服务器保存，并在施肥圆上，对该施肥点进行标记；

10）返回步骤1）。