一种药剂喷施机器人系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及农业智能装备技术领域，尤其涉及一种药剂喷施机器人系统及控制方法。本发明专利技术提供的药剂喷施机器人系统，包括：设置在移动装置上的中央控制装置、图像采集装置和喷施装置；移动装置，包括用于根据用户设定的标记获取导航轨迹图像的视觉导航装置；中央控制装置，用于根据导航轨迹图像确定导航路径，控制移动装置沿导航路径移动；或暂停，采集导航路径沿途的作物图像；中央控制装置，还用于对作物图像进行视觉匹配，精确定位作物上需要喷施药剂的待喷施部位，获得待喷施部位的空间位置信息，并控制喷施装置向待喷施部位喷施药剂。本系统能够代替人工完成繁重的喷施任务，降低作物喷施药剂的成本，促进现代农业智能装备的推广。

Medicament spraying robot system and control method

The invention relates to the technical field of agricultural intelligent equipment, in particular to a medicament spraying robot system and a control method thereof. Including the medicament spraying robot system, the present invention provides the settings on a mobile device central control device, image acquisition device and spraying device; the mobile device, including for visual navigation device to acquire navigation trajectory image according to the mark set by the user; the central control device, according to determine the navigation path navigation trajectory image, control a mobile device along the navigation path; or suspended, crop image acquisition and navigation path along the way; the central control device is also used for crop image visual matching, need accurate positioning of medicament spraying on the crop to be sprayed area, spatial position information for spraying parts, and control the spraying device to be spraying medicament spraying parts. The system can replace the manual to complete heavy spraying task, reduce the cost of spraying pesticide, and promote the popularization of modern agricultural intelligent equipment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业智能装备
，尤其涉及一种药剂喷施机器人系统及控制方法。
技术介绍
“农业的根本出路在于机械化”，随着智能控制理论和机器视觉的发展，各种智能机器人相继诞生，并应用于农业生产的各个环节，以应对人工成本高、季节性强、作业环境差的农业生产现状。在果蔬生长过程中，经常出现花量大，但坐果率低进而影响产量的情况，农民会在花期喷施合适的坐果剂(坐果剂能够在作物开花期间促进植株生长发育，利于幼果的形成)来保证产量。以番茄为例，栽培过程中常用副作用较轻的坐果剂2，4-D和对氯苯氧乙酸(俗称坐果灵和番茄灵)，坐果剂对外界环境、施用时间等要求较高，如果使用不当会使番茄产生疤痕果或空心果。为了能够达到良好的坐果效果，农民需要在特定的时间、温度下进行喷施。此外，在果蔬生长过程中，果蔬经常会遭受虫害，需要人工对遭受虫害严重的部位进行农药等药剂的喷施。然而人工喷施药剂的成本高、劳动强度大，并且作业环境差。
技术实现思路
为了降低农民的劳动强度、提高喷施精度与效率，促进现代农业智能装备推广，本专利技术提供了一种药剂喷施机器人系统及控制方法。本专利技术的第一方面提供了一种药剂喷施机器人系统，包括：移动装置、中央控制装置、图像采集装置和喷施装置；所述中央控制装置、所述图像采集装置和所述喷施装置设置在所述移动装置上；所述移动装置，包括：视觉导航装置，所述视觉导航装置，用于>根据用户设定的标记获取导航轨迹图像，并将所述导航轨迹图像发送给所述中央控制装置；所述中央控制装置，用于：根据所述导航轨迹图像确定导航路径，控制所述移动装置沿导航路径移动；或暂停，控制所述图像采集装置采集导航路径沿途的作物图像；对所述作物图像进行视觉匹配，精确定位作物上需要喷施药剂的待喷施部位，获得所述待喷施部位的空间位置信息，并控制所述喷施装置向所述待喷施部位喷施药剂。进一步的，所述系统，还包括：机械臂；所述喷施装置通过所述机械臂设置在所述移动装置上；所述中央控制装置，具体用于根据所述空间位置信息，确定所述机械臂的目标位置，控制所述机械臂运动到所述目标位置，控制所述喷施装置对准待喷施部位喷施药剂。进一步的，所述中央控制装置，还用于：对所述作物图像进行视觉匹配，精确确定所述待喷施部位的面积信息，并根据所述面积信息确定药剂量；控制所述喷施装置向所述待喷施部位喷施相应量的药剂。进一步的，所述系统，还包括：信号输入输出装置，用于显示所述移动装置、所述中央控制装置、所述图像采集装置和所述喷施装置的工作状态；接收控制指令，并将所述控制指令发送给所述中央控制装置；所述控制指令为用户输入的包括控制所述移动装置、所述中央控制装置、所述图像采集装置和所述喷施装置的工作参数的指令；所述中央控制装置，还用于根据所述控制指令对所述移动装置、所述中央控制装置、所述图像采集装置和所述喷施装置的工作参数进行设置。进一步的，所述图像采集装置，包括：图像采集卡和两台用于采集所述作物图像的摄像头；两台摄像头之间存在预设面积的视场重叠；所述图像采集卡，用于将所述作物图像发送给所述中央控制装置。进一步的，所述图像采集卡，具体用于：提取所述作物图像中待喷施部位的待喷施图像，将所述待喷施图像发送给所述中央控制装置；所述中央控制装置，具体用于根据所述待喷施图像确定所述待喷施部位的空间位置信息。进一步的，所述喷施装置，包括：通过第一管路依序连接的药剂箱、液体泵、电磁阀和喷头；所述药剂箱用于盛放药剂；所述液体泵用于从所述药剂箱中抽取药剂，使所述第一管路内的药剂压强保持在预设范围内；所述中央控制装置，具体用于通过控制所述电磁阀的通断控制所述喷头是否向待喷施部位喷施药剂。进一步的，在所述液体泵和所述电磁阀之间，还包括：电动球阀；所述中央控制装置，具体用于根据所述面积信息调整所述电动球阀的通路横截面积，控制喷头向所述待喷施部位喷施相应量的药剂。进一步的，在所述电动球阀和所述液体泵之间，还包括：第二管路和溢流阀；所述溢流阀设置在所述第二管路上，用于当所述第一管路内的药剂压强大于预设值时开启，使所述第一管路内的药剂通过所述第二管路流回所述药剂箱。本专利技术的第二方面提供了一种药剂喷施机器人系统控制方法，应用本专利技术第一方面任一项所述的系统，包括如下步骤：在为所述系统预设的喷施巡线轨迹上设置标记；控制所述视觉导航装置根据所述标记获取导航轨迹图像；根据所述导航轨迹图像确定导航路径，控制所述移动装置沿导航路径移动；或暂停，控制所述图像采集装置采集导航路径沿途的作物图像；对所述作物图像进行视觉匹配，精确定位作物上需要喷施药剂的待喷施部位，获得所述待喷施部位的空间位置信息，并控制所述喷施装置向所述待喷施部位喷施药剂。本专利技术提供的药剂喷施机器人系统，通过视觉导航装置获取导航轨迹图像；中央控制装置根据导航轨迹图像确定导航路径并控制移动装置沿导航路径移动；或暂停，控制图像采集装置采集导航路径沿途的作物图像；对作物图像进行视觉匹配，精确定位作物上需要喷施药剂的待喷施部位，获得待喷施部位的空间位置信息，并控制喷施装置向待喷施部位喷施药剂。从而能够代替人工完成繁重的药剂喷施任务，降低作物喷施药剂的成本，促进现代农业智能装备的推广。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的药剂喷施机器人系统的结构示意图；图2是本专利技术第二实施例提供的药剂喷施机器人系统控制方法的流程示意图；图3是本专利技术第三实施例提供的药剂喷施机器人系统的结构示意图；图4是本专利技术第三实施例提供的药剂喷施机器人系统的喷施装置的外部结构示意图；图5是本专利技术第三实施例提供的药剂喷施机器人系统的喷施装置的内部结构示意图；图6是本专利技术第三实施例提供的药剂喷施机器人系统的工作过程示意图；图7是本专利技术第三实施例提供的药剂喷施机器人系统控制方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术的第一实施例提供的药剂喷施机器人系统，如图1所示，包括：中央控制装置101、图像采集装置102、移动装置103和喷施装置104；中央控制装置101、图像采集装置10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种药剂喷施机器人系统，其特征在于，包括：移动装置、中央控制装置、图像采集装置和喷施装置；所述中央控制装置、所述图像采集装置和所述喷施装置设置在所述移动装置上；所述移动装置，包括：视觉导航装置，所述视觉导航装置，用于根据用户设定的标记获取导航轨迹图像，并将所述导航轨迹图像发送给所述中央控制装置；所述中央控制装置，用于：根据所述导航轨迹图像确定导航路径，控制所述移动装置沿导航路径移动；或暂停，控制所述图像采集装置采集导航路径沿途的作物图像；对所述作物图像进行视觉匹配，精确定位作物上需要喷施药剂的待喷施部位，获得所述待喷施部位的空间位置信息，并控制所述喷施装置向所述待喷施部位喷施药剂。

【技术特征摘要】
1.一种药剂喷施机器人系统，其特征在于，包括：移动装置、
中央控制装置、图像采集装置和喷施装置；
所述中央控制装置、所述图像采集装置和所述喷施装置设置在所
述移动装置上；
所述移动装置，包括：视觉导航装置，所述视觉导航装置，用于
根据用户设定的标记获取导航轨迹图像，并将所述导航轨迹图像发送
给所述中央控制装置；
所述中央控制装置，用于：
根据所述导航轨迹图像确定导航路径，控制所述移动装置沿导航
路径移动；或暂停，控制所述图像采集装置采集导航路径沿途的作物
图像；
对所述作物图像进行视觉匹配，精确定位作物上需要喷施药剂的
待喷施部位，获得所述待喷施部位的空间位置信息，并控制所述喷施
装置向所述待喷施部位喷施药剂。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：机械臂；
所述喷施装置通过所述机械臂设置在所述移动装置上；
所述中央控制装置，具体用于根据所述空间位置信息，确定所述
机械臂的目标位置，控制所述机械臂运动到所述目标位置，控制所述
喷施装置对准待喷施部位喷施药剂。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中央控制装
置，还用于：
对所述作物图像进行视觉匹配，精确确定所述待喷施部位的面积
信息，并根据所述面积信息确定药剂量；控制所述喷施装置向所述待
喷施部位喷施相应量的药剂。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
信号输入输出装置，用于显示所述移动装置、所述中央控制装置、

\t所述图像采集装置和所述喷施装置的工作状态；接收控制指令，并将
所述控制指令发送给所述中央控制装置；
所述控制指令为用户输入的包括控制所述移动装置、所述中央控
制装置、所述图像采集装置和所述喷施装置的工作参数的指令；
所述中央控制装置，还用于根据所述控制指令对所述移动装置、
所述中央控制装置、所述图像采集装置和所述喷施装置的工作参数进
行设置。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像采集装置，
包括：图像采集卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁挺，张顺路，王鹏，张俊雄，李伟，弓越，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11