一种基于openMV自动对靶施药控制系统技术方案

本发明专利技术专利公开了一种基于openMV自动对靶施药控制系统，包括openMV机器视觉模块、电源电路模块、自动对靶模块、自动调节喷头高度模块、自动施药模块；openMV机器视觉模块包括图像采集模块、图像处理模块、单片机控制模块。一种基于openMV自动对靶施药控制系统通过openMV图像采集模块对作业区图像进行采集，再将采集图像进行处理，最后根据处理结果由单片机控制执行机构自动对靶、自动调节喷头高度、自动施药。本发明专利技术专利基于openMV机器视觉可以实现喷雾机自动对靶施药，有效节省药液，保护环境，减轻人力。减轻人力。减轻人力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于openMV自动对靶施药控制系统


[0001]本专利技术专利涉及智能植保喷雾机电子
，具体为一种基于openMV自动对靶施药控制系统。

技术介绍

[0002]农业生产上为保证粮食的丰收稳收，植保机械的应用必不可少，为防治病虫害，农药是最行之有效的手段，而农药的使用效果却取决于植保机械的先进程度，我国的植保机械发展了多年取得了显著成绩，由最开始的手摇背负式喷雾器到后来的自走式喷杆喷雾机实现了机械化自动化。现有的喷杆喷雾机是一种广泛应用的植保机械，然而在一些应用场合其施药效果却不够好，我国农作物种植种类繁多，不同农作物种植行距往往不同，有些相差悬殊，而现有的喷杆喷雾机喷头间距固定，喷头高度需要人为进行调整，喷头开启关闭也需要人来控制，以上不足造成自走式喷杆喷雾机在喷施不同行距作物时喷头不能对靶施药，操作步骤复杂，严重降低农药利用率和病虫害防治效果，同时造成资源浪费、环境污染。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术专利提供了一种基于openMV自动对靶施药控制系统，将电子控制技术、人工智能技术与现有的自走式喷杆喷雾机结合，实现智能化减轻人力、提高农药利用率保护环境。
[0004]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于openMV自动对靶施药控制系统，包括openMV机器视觉模块、电源电路模块、自动对靶模块、自动调节喷头高度模块、自动施药模块；所述openMV机器视觉模块以STM32F427CPU为核心，集成了OV7725摄像头芯片，用C语言高效地实现了核心机器视觉算法，提供Python编程接口；所述openMV模块核心机器视觉算法包括寻找色块、边缘检测、标志跟踪；openMV采用的STM32F427拥有丰富的硬件资源，引出UART，I2C，SPI，PWM，ADC，DAC以及GPIO等接口方便扩展外围功能。
[0005]进一步地，所述openMV机器视觉模块通过USB接口连接电脑上的集成开发环境openMV.IDE完成编程、调试和更新固件，使用python编程调用find_blobs方法可以根据作物的颜色阈值寻找目标色块，再获取色块的中心坐标及轮廓，根据色块的中心坐标可以知道喷头相对作物的具体方位，根据色块轮廓大小可以知道喷头相对作物的垂直距离。
[0006]进一步地，所述电源电路模块由12v锂电池、AMS1117
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5V稳压模块及导线组成；AMS1117
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5V稳压模块一端与12v锂电池相连，另一端与openMV机器视觉模块的Vin、GND引脚相连。
[0007]进一步地，所述自动对靶模块执行元件为直流减速电机，所述直流减速电机接线端通过导线接入L298N驱动板OUT1、OUT2引脚，直流减速电机转轴连接丝杆滑台，喷头随减速电机的转动在丝杆滑台上左右滑动。
[0008]进一步地，所述自动调节喷头高度模块执行元件为电推杆，所述电推杆接线端通
过导线接入L298N驱动板OUT3、OUT4引脚，喷头跟随电推杆伸缩上下移动。
[0009]进一步地，所述L298N驱动板+12v引脚、GND分别与12v锂电池正负极连接，L298N驱动板ENA、IN1、IN2分别与openMV机器视觉模块P1、P2、P3连接，P1输出PWM波用于减速电机调速，P2、P3用于控制减速电机的正反转和启停；ENB、IN3、IN4分别与openMV机器视觉模块P4、P5、P6连接，P4输出PWM波用于电推杆调速，P5、P6用于控制电推杆的伸缩和启停。
[0010]进一步地，所述自动施药模块执行元件为继电器、电磁阀，所述继电器DC+、DC
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分别与12v锂电池正负极连接，继电器COM端口、NO端口分别与隔膜泵正负极连接,继电器IN端口与openMV机器视觉模块P7引脚连接；所述电磁阀引线分别与openMV机器视觉模块GND、P8引脚连接。
[0011]进一步地，所述隔膜泵额定电压为12v，上端进水口与水箱连接，下端出水口与电磁阀连接，电磁阀通过水管连接到喷头，隔膜泵的作用是给水箱的药液进行加压。
[0012]进一步地，所述openMV机器视觉模块P7、P8引脚分别用于控制隔膜泵、电磁阀的开启状态，从而控制喷头是否喷药。
[0013]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种基于openMV自动对靶施药控制系统，通过openMV机器视觉模块对作业区图像进行采集，再根据图像信息由STM32F427单片机发送指令改变GPIO引脚电平从而控制执行元件运动，根据实际作物行距、高度实现喷头实时全自动对靶、喷头自动调节施药高度，根据openMV捕获图像中有无作物喷头自动开启停止施药，大大提升了施药效果，整个喷头调节过程实现智能化，无需人为操作，极大减轻人力。
附图说明
[0014]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术提出的一种基于openMV自动对靶施药控制系统流程示意图；图2为本专利技术提出的一种基于openMV自动对靶施药控制系统结构原理图；图中：1导线、2水管。
具体实施方式
[0015]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0016]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0017]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电路连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0018]参照图1
‑
2，一种基于openMV自动对靶施药控制系统，包括openMV机器视觉模块、电源电路模块、自动对靶模块、自动调节喷头高度模块、自动施药模块；所述openMV机器视觉模块以STM32F427CPU为核心，集成了OV7725摄像头芯片，用C语言高效地实现了核心机器视觉算法，提供Python编程接口；所述openMV模块核心机器视觉算法包括寻找色块、边缘检测、标志跟踪；openMV采用的STM32F427拥有丰富的硬件资源，引出UART，I2C，SPI，PWM，ADC，DAC以及GPIO等接口方便扩展外围功能。
[0019]所述openMV机器视觉模块通过USB接口连接电脑上的集成开发环境openMV.ID本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于openMV自动对靶施药控制系统，包括openMV机器视觉模块、电源电路模块、自动对靶模块、自动调节喷头高度模块、自动施药模块；所述openMV机器视觉模块以STM32F427CPU为核心，集成了OV7725摄像头芯片，用C语言高效地实现了核心机器视觉算法，提供Python编程接口；所述openMV模块核心机器视觉算法包括寻找色块、边缘检测、标志跟踪；openMV采用的STM32F427拥有丰富的硬件资源，引出UART，I2C，SPI，PWM，ADC，DAC以及GPIO等接口方便扩展外围功能。2.根据权利要求1所述的一种基于openMV自动对靶施药控制系统，其特征在于所述openMV机器视觉模块通过USB接口连接电脑上的集成开发环境openMV.IDE完成编程、调试和更新固件，使用python编程调用find_blobs方法可以根据作物的颜色阈值寻找目标色块，再获取色块的中心坐标及轮廓，根据色块的中心坐标可以知道喷头相对作物的具体方位，根据色块轮廓大小可以知道喷头相对作物的垂直距离。3.根据权利要求1所述的一种基于openMV自动对靶施药控制系统，其特征在于所述电源电路模块由12v锂电池、AMS1117
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5V稳压模块及导线组成；AMS1117
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5V稳压模块一端与12v锂电池相连，另一端与openMV机器视觉模块的Vin、GND引脚相连。4.根据权利要求1所述的一种基于openMV自动对靶施药控制系统，其特征在于所述自动对靶模块执行元件为直流减速电机，所述直流减速电机接线端通过导线接入L298N驱动板OUT1、OUT2引脚，直流减速电机转轴连接丝杆滑台，喷头随减速电机的转动在...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖丽萍，梁永安，蔡金平，刘木华，邓方迁，蔡翰，熊钦，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：发明
国别省市：