[发明专利]一种新型的变量喷雾路径规划自主导航系统及方法

摘要

本文公开一种新型的变量喷雾路径规划自主导航系统及方法，采用四轮驱动行走机构，以适应路面崎岖的情况，主要由数据采集单元、运动控制单元和变量喷雾单元三部分组成。其中，数据采集单元包括inter D435深度摄像头、微型计算机、GPS等，运动控制单元包括微型计算机、轮毂电机驱动器、带轮毂电机的驱动轮等，变量喷雾单元包括水箱、水泵、电磁阀喷嘴、喷杆等。变量喷雾机器人全长0.60m，宽0.59m，底部距离地面高度0.20m。车体为四轮结构，通过四个驱动轮分别装配一台400W的轮毂电机实现独立驱动，控制方便。该系统满足喷雾机器人对目标作物的实时检测和识别，同时实现喷雾机器人自主行驶和喷雾参数的实时控制，减少了人工劳作的时间，提高了喷雾自动化的水平。

主权项

1.一种新型的变量喷雾路径规划自主导航系统，其特征在于，包括车身平台、自主行走避障系统、变量喷雾系统；所述车身平台包括车架(9)、放置深度摄像头(1)的可控升降托板(10)、固定可控升降托板的可控升降杆(2)，放置深度摄像头(1)的可控升降托板(10)固定卡扣在升降杆(2)两侧，升降杆(2)底部焊接在车架(9)前端；所述变量喷雾系统包括深度摄像头(1)、微型计算机(25)、水箱(6)、水泵(7)、U型喷杆(3)、喷嘴(4)、高度传感器(16)、液位传感器(17)、压力传感器(20)、喷嘴流量计(19)；所述深度摄像头(1)、高度传感器(16)、液位传感器(17)、压力传感器(20)、喷嘴流量计(19)均和微型计算机(25)相连；深度摄像头(1)实时拍摄前方图像，并将拍摄到的彩色图像和深度图像传输给微型计算机(25)进行处理；水箱(6)、水泵(7)、U型喷杆(3)通过水管相连，多个带电磁阀的喷嘴(4)根据喷雾范围分布安装在U型喷杆(3)上，喷嘴(4)依次通过电磁阀驱动器(24)、CAN总线和微型计算机(25)相连，水泵(7)依次通过水泵驱动器(22)、CAN总线和微型计算机(25)相连；高度传感器(16)主要测量深度摄像头(1)的高度，同时根据拍摄到的彩色图像和深度图像计算出目标植株的高度；液位传感器(17)、压力传感器(20)、喷嘴流量计(19)分别用于测量水箱的液位、喷杆的水压以及喷嘴喷雾的流量，随后根据各传感器的反馈的信息对水泵(7)和电磁阀喷嘴(4)进行控制；所述自主行走避障系统包括微型计算机(25)，以及均与之相连的深度摄像头(1)、陀螺仪(13)、电子罗盘(14)、GPS(15)、车载速度传感器(18)、CAN总线，驱动轮(8)；驱动轮(8)依次通过轮毂电机驱动器(23)、CAN总线和微型计算机(25)相连；报警装置(26)通过CAN总线与微型计算机(25)相连；陀螺仪(13)主要用于喷雾车行走在崎岖路面时检测喷雾车姿态角的偏差；电子罗盘(14)主要用于测量喷雾车航向角；GPS(15)主要用于测量喷雾车的实时位置信息；车载速度传感器(18)用于测量喷雾车的行进速度；轮毂电机驱动器(23)处理接收到的路径信息，调节控制驱动轮(8)行走。