【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉定位的无人机自动除梢装置及其控制方法
[0001]本专利技术属于农业机械的
,特别涉及一种基于视觉定位的无人机自动除梢装置及其控制方法。
技术介绍
[0002]荔枝、龙眼等冬梢或者夏梢是热带亚热带地区的特产名果,具有重要的经济价值,在中国南部的丘陵地区广泛种植。在每年的10月下旬至11月上旬,是中国南方果树花芽分化的关键时期,特别是这段时期雨水多,温度适宜,荔枝、龙眼等果树已经开始抽生冬梢。为确保下一年荔枝、龙眼等果树丰收,需要果园的工人经常巡查果园,及时掌握冬梢抽生情况,将树上尚未老熟的末次梢,从新老梢交界处剪除。在每年5月份左右荔枝、龙眼等幼果发育期间,如果夏梢大量抽发,会严重影响到幼果的发育,导致幼果发育不良,最终引起落果。因此在夏梢萌发初期的时候,需要人工将夏梢抹除,让养分集中输送到冬梢或者夏梢之上。当前,通过修剪去除冬梢和夏梢的工作主要由人工操作,需要耗费大量的劳动力,对果园来说,每年投入到修剪去除冬梢和夏梢的人力成本较高,而且随着农村劳动力向非农产业转移,农村富余劳动力逐渐减少。因此,为降低荔枝、龙眼等果树修剪去除冬梢和夏梢的成本,开发能够自动修剪去除冬梢和夏梢的农业机器人是具有经济价值的。尤其是需要根据山地果园的地形条件和高大荔枝、龙眼树上的梢叶生长特征,需要研发更加合适的修剪除梢机器人。
[0003]近几年来,无人机在农业生产中得到广泛应用,包括冬梢或者夏梢检测、植物保护、作物监测和农作物产量评估。与地面行走修剪机械设备相比,无人机具有良好的地形适应性和高效率的优势。因此,无 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于视觉定位的无人机自动除梢装置,其特征在于,包括修剪除梢机构、冬梢和夏梢的视觉定位组件、以及控制及信息传输设备,所述的修剪除梢机构包括电池、支撑杆、电机托板、无刷直流电机和双面刀片;所述的电池为无人机自动除梢装置提供电能,所述的电机托板一端与支撑杆固定连接,另一端托起无刷直流电机,与无刷直流电机固定连接;所述的双面刀片与无刷直流电机固定连接,无刷直流电机转动时带动双面刀片做旋转运动;所述的冬梢和夏梢的视觉定位组件包括RGB
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D相机、光纤传感器、光纤放大器和微型处理器;所述的RGB
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D相机安装在修剪除梢机构的支撑杆中间位置,由彩色相机和红外相机组成;所述的彩色相机提供红、绿、蓝三个通道的信息,用于采集RGB图像;所述的红外相机提供了一个深度信息通道,用于采集深度图像;所述的RGB
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D相机同时获取冬梢和夏梢的颜色、轮廓和位置特征;所述的光纤传感器将采集的光信号解析后传输给光纤放大器;所述的微型处理器安装在无人机的最上方;所述的控制及信息传输设备包括Arduino开发板、继电器、电子调速器和USB
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TypeB数据线;所述的Arduino开发板与微型处理器、光纤放大器、继电器连接;所述的电子调速器用于控制调节无刷直流电机的转速;所述的USB
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TypeB数据线用于连接Arduino开发板与微型处理器,实现程序下载和数据通讯。2.根据权利要求1所述一种基于视觉定位的无人机自动除梢装置,其特征在于,所述的支撑杆采用碳纤维材料;所述的双面刀片采用SK5高速钢材料。3.根据权利要求1所述一种基于视觉定位的无人机自动除梢装置,其特征在于,所述的无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,以自控式运行。4.根据权利要求1所述一种基于视觉定位的无人机自动除梢装置,其特征在于,所述光纤传感器是漫反射光纤传感器,当有冬梢或者夏梢进入到双面刀片区间时,光纤传感器将对此光信号进行解调分析,将获得的距离传输给光纤放大器。5.根据权利要求1所述一种基于视觉定位的无人机自动除梢装置,其特征在于,所述的微型处理器内置存储器、NVIDIA Jetson NX GPU和8GB RAM,所述的存储器为计算机可读存储设备,其存储有Ubuntu18.04操作系统、Python编程语言编写的冬梢和夏梢的视觉定位算法的相关程序;所述的NVIDIA Jetson NX GPU和8GB RAM用于执行Python编程语言的相关程序。6.根据权利要求1所述一种基于视觉定位的无人机自动除梢装置,其特征在于,所述的继电器通过三条杜邦线与Arduino开发板相连接;所述的三条杜邦线分别连接到Arduino开发板上的正负极和信号输出端口上,用于为继电器提供电源和输...
【专利技术属性】
技术研发人员:李君,李灯辉,周峥琦,林佩怡,黄光文,周浩波,姚中威,贾宇航,李钊,陈盈宜,伍源水,
申请(专利权)人:华南农业大学,
类型:发明
国别省市:
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