【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术处于农业喷射的领域，且更精确地说，依据由一个或多个机载摄像机实时捕获的数据使用农业机器进行局部喷射。其涉及局部喷射系统。
技术介绍
1、农业喷射的目的为将不同处理剂产品施加到农作物，通常旨在优化其生长、产量和/或品质。处理剂产品可尤其用以杂草、对抗疾病、昆虫或寄生虫感染，且提供恰当农作物发育所需的养分。
2、喷射系统常规地包括布置成含有可能已稀释的处理剂产品的罐、包括多个喷射嘴的喷射吊杆，以及将罐连接到不同喷射区段的液压回路。喷射吊杆通常沿着横向轴线相对于农业机器在小块土地上行进所沿着的纵向方向延伸。液压回路可尤其包括布置成将处理剂产品吸入到罐中且将其传送到喷射吊杆的泵，以及布置成将液压回路中的压力维持在预定阈值压力下的压力调节器。每一喷射嘴布置成将处理剂产品喷射在沿着横向轴线界定的小块土地的预定宽度上。
3、在减少使用处理剂产品的目标下，已经调适喷射系统以便实现小块土地的局部处理。进行局部处理意味着仅在小块土地的实际需要处理的区域上喷射产品。为此目的，将喷射吊杆切成若干区段，且每一喷射区段配备有一个或多个喷射嘴和布置成采用打开位置和闭合位置的分配器，在所述打开位置中产品能够从罐循环到对应喷射嘴中的每一个，在所述闭合位置中所述循环被阻断。可个别地控制不同区段的分配器。喷射系统更包括图像采集系统和控制单元。图像采集系统安装在农业机器上且包括至少一个摄像机，所述至少一个摄像机布置成在喷射系统通过之前采集小块土地的图像数十或数百毫秒。一般来说，其包括沿着相对于纵向方向的第二横向轴线分布的多个摄像机，以
4、为了由摄像机采集的图像的有效处理，且因此对于小块土地的合适喷射，图像必须具有良好品质。特定来说，其必须具有低噪声电平和正确的曝光。在实践中，这通常暗示照明待成像的场景。当在夜间进行喷射时，光的供应当然是必不可少的。在低光条件的情况下，或在阴影区域的存在下，尤其在日出和日落以及在云下的情况下，也是合乎需要的。照明由不同摄像机成像的整个场景的一中解决方法在于将聚光灯安装在喷射吊杆上。
5、为了避免沿着每一摄像机的检视轴线的不同轴线形成阴影，聚光灯可与每一摄像机相关联且布置以便形成光束，其传播的主轴线尽可能接近摄像机的检视轴线。然而，通过建构，光束的轴线和摄像机的检视轴线无法准确合并。就聚光灯相对接近照明场景来说，这一轴向移位致使阴影区域出现在图像中。这使得图像处理困难。
6、此外，用于照明小块土地的条件很可能随着时间和空间改变。给定小块土地的不同区域可实际上取决于太阳与小块土地的所考虑区域之间的树、建筑物或云的存在而不同地照明。光照条件还可随着云的移动快速变化。
7、因此，本专利技术的一个目的为提出一种用于采集具有均匀且恒定照明的小块土地的图像的解决方法，以便实现这些图像的稳固处理以用于确定小块土地的待处理的区域。这一解决方法必须具有与按工业规模使用相容的设计、制造以及维护成本。
技术实现思路
1、为此目的，本专利技术依赖于针对每一摄像机使用具有可变强度的光源。由光源发射的光束的强度实时地调适为由与这一光源相关联的摄像机成像的小块土地的区域的光照条件。
2、更精确地说，本专利技术的主题为由农业机器所承载的局部喷射系统，包括：
3、罐，布置成含有处理剂产品，
4、液压回路，
5、喷射坡道，包括由液压回路各自连接到罐的多个喷射区段，每一喷射区段配备有分配器和一个或多个喷射嘴，每一分配器布置成采用打开位置和闭合位置，在所述打开位置中产品能够从罐循环对应喷射嘴中的每一个，在所述闭合位置中所述循环被阻断，每一喷射嘴布置成将处理剂产品喷射在小块土地的区域上，
6、光学头，包括摄像机和照明源，摄像机布置成在以预定采集周期两两分离的采集时间处产生小块土地的图像序列，光源布置成在小块土地的方向上发射具有可变光强度的光束，
7、喷射控制单元，配置成处理图像序列的子集且依据图像的子集的处理个别地控制喷射区段，子集的图像考虑在以预定处理周期两两分离的处理时间处，处理周期等于采集周期的p倍，其中p为大于或等于二的整数，以及
8、照明控制单元，布置成确定待由照明源在每一处理时间处发射的光束的光强度，给定处理时间的所述光强度确定为在包括于所考虑处理时间与先前处理时间之间的采集时间处获取的图像序列中的至少一个图像的函数。
9、喷射控制单元配置成依据与这一喷射区段相关联的接收到的图像个别地控制每一喷射区段。其可尤其实施图像处理算法，使得有可能判断小块土地的由喷射区段覆盖的区域是否需要施加处理剂产品。
10、根据本专利技术，在图像的采集的时间处，照明控制单元使得有可能用以控制喷射区段以照明具有适于环境照明条件的光流的小块土地的成像区域。
11、根据一个特定实施例，喷射系统包括多个光学头。每一光学头包括摄像机和照明源。每一摄像机布置成在以预定采集周期两两分离的采集时间处产生小块土地的图像序列，且每一照明源布置成在小块土地的方向上发射具有可变光强度的光束。喷射控制单元配置成针对每一光学头处理由其摄像机产生的图像序列的子集且依据图像的子集的处理个别地控制喷射区段，子集的图像考虑在以预定处理周期两两分离的处理时间处，处理周期等于采集周期的p倍，其中p为大于或等于二的整数。照明控制单元布置成针对每一光学头确定待由照明光源在每一处理时间处发射的光束的光强度，给定处理时间的所述光强度确定为由所考虑光学头的摄像机在采集时间处获取的所述图像序列中的至少一个图像的函数，所述采集时间包括于所考虑处理时间与先前处理时间之间。
12、光学头可安装在喷射吊杆上或相对于农业机器的移动的轴线横向地延伸的另一吊杆上。优选地，其经分布以便横向地覆盖由喷射嘴覆盖的整个区域。
13、应注意，光学头的数目不必对应于喷射坡道的喷射区段的数目。当由摄像机覆盖的每一区域的横向范围大于由喷射区段覆盖的区域的横向范围时，喷射系统可包括数目小于喷射区段的数目的光学头。相反，当由摄像机覆盖的每一区域的横向范围小于由喷射区段覆盖的区域的横向范围时，喷射系统可包括数目大于喷射区段的数目的光学头。
14、举例来说，针对给定处理时间，待由每一光学头的照明源发射的光强度确定为在紧接在这一给定处理时间前的采集时间处产生的序列的图像的函数。在另一实施例中，光强度确定为在给定处理时间与先前处理时间之间产生的若干图像的函数。特定来说，有可能考虑多个图像，较新图像相较于较旧图像具有更高加权。
15、优选地，采集时间对于不同光学头的所有摄像机为一致的。因此，尽管农业机器在图像的采集期间连续移动，也有可能容易地在喷射吊杆的整个横向区域上重建构连续图像序列。处理单元接着可布置成在处理时间处全局处理所考虑每一图像。
16、在另一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种由农业机器承载的局部喷射系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其特征在于，包括多个光学头(100)，每一光学头包括摄像机和照明源，每一摄像机布置成在以预定采集周期(Δacq)两两分离的采集时间(tacq)处产生所述小块土地的图像序列，每一照明源布置成在所述小块土地的所述方向上发射具有可变光强度的光束，
3.根据权利要求2所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中所述照明控制单元(180)布置成针对每一光学头(100)确定待由其照明源在每一采集时间(tacq)处发射的所述光束的所述光强度，给定采集时间的所述光强度确定为在之前采集时间(tacq)处由所述所考虑光学头的所述摄像机获取的所述图像序列中的至少一个图像的函数。
4.根据前述权利要求中任一项所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中所述照明控制单元由多个照明控制子单元(180)构成，每一照明控制子单元集成到光学头(100)中且布置成确定待由所述各别光学头的所述照明源发射的所述光束的所述光强度作为由所述各别光学头的所述摄像机产生的至少一个图像的函数
5.根据前述权利要求中任一项所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中所述照明控制单元(180)布置成针对每一光学头(100)确定待由其照明源发射的所述光束的所述光强度作为所述图像或所述所考虑图像的像素的所述光强度水平的直方图的函数。
6.根据前述权利要求中任一项所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中在每一光学头(100)中，所述摄像机包括布置成捕获沿着光轴(X)来自所述小块土地的光流的透镜(120)和布置成接收所述光流且产生所述小块土地的第一图像序列的第一光学传感器(130)，且所述照明源包括M个光源(161)的第一集合(160)，其中M为大于或等于二的整数，所述光源(161)分布在所述透镜的所述光轴(X)周围。
7.根据权利要求6所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中在每一光学头(100)中，所述第一光学传感器(130)布置成在一个或多个第一采集光谱带中产生所述小块土地的所述第一图像序列，且所述M个光源(161)的第一集合(160)布置成发射一个或多个第一照明光谱带中的第一光束，所述一个或多个第一照明光谱带覆盖所述一个或多个第一采集光谱带。
8.根据权利要求7所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中在每一光学头(100)中，所述摄像机包括布置成接收由所述透镜捕获的所述光流且在一个或多个第二采集光谱带中产生所述小块土地的第二图像序列的第二光学传感器(140)，且所述照明源包括N个光源(171)的第二集合(170)，其中N为大于或等于二的整数，所述N个光源的第二集合(170)布置成发射一个或多个第二照明光谱带中的第二光束，所述一个或多个第二照明光谱带覆盖所述一个或多个第二采集光谱带，且所述第二集合的所述光源(171)分布在所述透镜的所述光轴(X)周围。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中在每一光学头(100)中，所述第一集合(160)的所述光源(161)布置成形成由所述摄像机成像的所述小块土地的所述区域的均一照明，和/或所述第二集合(170)的所述光源(171)布置成形成由所述摄像机成像的所述小块土地的所述区域的均一照明。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中在每一光学头(100)中，所述第一集合(160)的所述光源(161)以均一方式成角度地分布在所述透镜的所述光轴(X)周围，和/或所述第二集合(170)的所述光源(171)以均一方式成角度地分布在所述透镜的所述光轴(X)周围。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中在每一光学头(100)中，所述第一集合(160)的所述光源(161)布置成使得由所述摄像机成像的所述小块土地的所述区域的每一点接收来自所述第一集合的至少两个光源的光，和/或所述第二集合(170)的所述光源(171)布置成使得由所述摄像机成像的所述小块土地的所述区域中的每一点接收来自所述第二集合的至少两个光源的光。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中在每一光学头(100)中，所述第一集合(160)的每一光源(161)布置成使得其光束的主轴线平行于所述透镜的所述光轴(X)，和/或所述第二集合(170)的每一光源(171)布置成使得其光束的主轴线平行于所述透镜的所述光轴(X)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种由农业机器承载的局部喷射系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其特征在于，包括多个光学头(100)，每一光学头包括摄像机和照明源，每一摄像机布置成在以预定采集周期(δacq)两两分离的采集时间(tacq)处产生所述小块土地的图像序列，每一照明源布置成在所述小块土地的所述方向上发射具有可变光强度的光束，
3.根据权利要求2所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中所述照明控制单元(180)布置成针对每一光学头(100)确定待由其照明源在每一采集时间(tacq)处发射的所述光束的所述光强度，给定采集时间的所述光强度确定为在之前采集时间(tacq)处由所述所考虑光学头的所述摄像机获取的所述图像序列中的至少一个图像的函数。
4.根据前述权利要求中任一项所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中所述照明控制单元由多个照明控制子单元(180)构成，每一照明控制子单元集成到光学头(100)中且布置成确定待由所述各别光学头的所述照明源发射的所述光束的所述光强度作为由所述各别光学头的所述摄像机产生的至少一个图像的函数。
5.根据前述权利要求中任一项所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中所述照明控制单元(180)布置成针对每一光学头(100)确定待由其照明源发射的所述光束的所述光强度作为所述图像或所述所考虑图像的像素的所述光强度水平的直方图的函数。
6.根据前述权利要求中任一项所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中在每一光学头(100)中，所述摄像机包括布置成捕获沿着光轴(x)来自所述小块土地的光流的透镜(120)和布置成接收所述光流且产生所述小块土地的第一图像序列的第一光学传感器(130)，且所述照明源包括m个光源(161)的第一集合(160)，其中m为大于或等于二的整数，所述光源(161)分布在所述透镜的所述光轴(x)周围。
7.根据权利要求6所述的由农业机器承载的局部喷射系统，其中在每一光学头(100)中，所述第一光学传感器(130)布置成在一个或多个第一采集光谱带中产生所述小块土地的所述第一图像序列，且所述m个光源(161)的第一集合(160)布置成发射一个或多个第一照明光谱带中的第一光束，所述一...
【专利技术属性】
技术研发人员：马修·赫梅尔，科林·夏巴利埃，
申请(专利权)人：艾格赛尔工业公司，
类型：发明
国别省市：
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