【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可变光源的移动农业图像信息采集机器人及其处理方法，属于可变光源的移动农业图像信息采集机器人及其处理方法。
技术介绍
1、随着生产力的不断发展以及农业设备的不断升级更新，使得农业生产不断趋于规模化发展。与此同时，农田环境的复杂度不断提升，农作物种类增多，农业的精细化管理需求不断扩大，这些导致了农业生产信息日益复杂化，农业信息采集和管理系统的人工成本快速上升。
2、为了解决上述问题，农业图像巡检机器人得到了飞速地发展，农业图像巡检机器人使用自动导航底盘移动到指定位置，然后配合搭载的摄像头进行图像采集和分析。这种方法被运用到农业生产的日常管理中，进而逐渐取代人工作业，对农作物进行全方位的图像分析监测，可以实时监测农作物，为精细农业提供数据支持，可以节约大量人力以及管理成本，提高生产效率。
3、但是现有的农业图像巡检机器人还存在一些问题：一，是对农田多变地形的适应性不足，目前很多农业图像巡检机器人仅适合在大棚或者室内地面较平整的试验区使用，大多使用轨道式导引，或者在环境稳定的条件下使用固定地图的slam导航，无法满足对田地间多地形空间的导航。二，是对环境光照条件变化的适应性不足，晴朗天气下农田的光照度大约在24000-100000lux之间。在如此大的光照度差异下，常规的闪光灯下拍摄的图像无法满足图像采集数据结果的后续精确分析处理。三，是图像采集的垂直角度范围不足，一般的图像巡检机器人是以移动底盘或者随轨道移动的方式来转换视角进行图像采集，这种方式基本可以做到360°的水平视角覆盖。但是图像采集的垂
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供可变光源的移动农业图像信息采集机器人及其处理方法，可在多种地面环境下完成移动导航牵引，同时本专利技术可以调整摄像头的角度和光源亮度，满足在多种角度多种光照度条件下完成农作物图像采集分析。
2、优先地，本专利技术提供可变光源的移动农业图像信息处理方法，包括：
3、步骤1，基于预先确定的农田中需要巡测的区域，计算获得需要巡测区域的空间坐标位置；
4、步骤2，规划获得移动农业图像信息采集机器人的导航路线，获得需要巡测区域的空间坐标位置；
5、步骤3，利用移动农业图像信息采集机器人移动到需要巡测区域的空间坐标位置；将移动农业图像信息采集机器人的摄像头的相机数据转换为3d点云数据；
6、步骤4，利用移动农业图像信息采集机器人的摄像头拍摄获得需要巡测区域的相机照片；评估拍摄获得的需要巡测区域的相机照片的成像质量，若成像质量不满足预设成像质量条件，则基于图像照明调整策略，调整移动农业图像信息采集机器人的光源亮度及摄像头的图像采集角度；重复步骤4直到评估拍摄获得的需要巡测区域的相机照片的成像质量满足预设成像质量条件。
7、优先地，步骤4，还包括：
8、若成像质量满足预设成像质量条件，则获得需要巡测区域的相机照片。
9、优先地，对所有需要巡测区域的相机照片进行包括果实成熟度检测和病虫害分析的分析处理，获得检测结果。
10、优先地，预设成像质量条件包括：相机照片的对比度高于预设图像对比度，相机照片的清晰度高于预设清晰度阈值，相机照片中rgb值为最大值的像素点数量不超过预设数量。
11、优先地，图像照明调整策略，包括：
12、如果相机照片的对比度低于预设图像对比度或清晰度低于预设清晰度阈值，则在下次拍摄相机照片之前提高光源亮度；
13、如果相机照片的rgb像素区域与相机照片中心的距离大于预设rgb像素区域距离阈值，则在下次拍摄相机照片之前调整摄像头角度使相机照片的rgb像素区域向相机照片的中心所在方向移动；
14、如果相机照片中rgb值为最大值的像素点数量超过预设数量，则降低光源亮度。
15、优先地，相机数据包括rgb像素信息以及深度信息。
16、优先地，可变光源的移动农业图像信息采集机器人，用于执行任一项所述的可变光源的移动农业图像信息处理方法，包括车身本体、底盘控制模块、机械臂控制模块、光源控制模块、图像采集模块、电池管理模块、驱动模块、导航模块、角度调节模块以及人机交互模块，
17、底盘控制模块、机械臂控制模块、光源控制模块、图像采集模块、电池管理模块、驱动模块、导航模块、角度调节模块以及人机交互模块均安装在车身本体上，底盘控制模块电连接机械臂控制模块、光源控制模块、图像采集模块、电池管理模块、驱动模块、导航模块、角度调节模块、安全模块和人机交互模块，电池管理模块电性连接机械臂控制模块、底盘控制模块、光源控制模块、图像采集模块、电池管理模块、驱动模块、导航模块、角度调节模块以及人机交互模块。
18、优先地，所述底盘控制模块包括stm32f407控制器，以及与所述stm32f407控制器电性连接的开发板，所述人机交互模块与开发板连接，所述导航模块与开发板连接；
19、所述机械臂控制模块包括esp32芯片，esp32芯片电性连接开发板；
20、所述光源控制模块包括光源电路板，光源电路板电性连接开发板；
21、所述图像采集模块包括摄像头，摄像头电性连接stm32f407控制器；
22、所述电池管理模块包括电源分配板、电池和电池库仑传感器，电池库仑传感器电性连接stm32f407控制器，电池通过电源分配板电性连接stm32f407控制器、esp32芯片、光源电路板和摄像头；
23、所述安全模块包括电气保护元件、机械保护元件、底盘控制模块的安全软限位和机械臂控制模块中的安全软限位，电气保护元件、机械保护元件电性连接stm32f407控制器；
24、所述驱动模块包括伺服电机驱动器、与所述伺服电机驱动器连接的第一伺服电机、第二伺服电机、机械从动装置、主从动轮及履带底盘，履带底盘安装在车身本体上，机械从动装置（7）和主从动轮（8）安装在履带底盘上，伺服电机驱动器与开发板连接；
25、所述导航模块包括接收单元和规划单元；
26、所述接收单元包括wifi路由器，以及与所述wifi路由器连接的天线棒，wifi路由器电性连接开发板；
27、所述规划单元包括3d激光雷达、imu位姿传感器以及gps定位传感器，3d激光雷达、imu位姿传感器以及gps定位传感器电连接stm32f407控制器；
28、所述角度调节模块包括第一机械臂舵机、第二机械臂舵机和机械臂控制模块，第二机械臂舵机竖向设置在车身本体上，第一机械臂舵机横向设置在第二机械臂舵机上，摄像头设置在第一机械臂舵机上；
29、所述人机交互模块包括智能显示屏，智能显示屏电性连接开发板；
30、还包括急停按钮，急停按钮电性连接stm32f407控制器。
31、优先地，本专利技术提供一种电子设备，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.可变光源的移动农业图像信息处理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的可变光源的移动农业图像信息处理方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的可变光源的移动农业图像信息处理方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的可变光源的移动农业图像信息处理方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的可变光源的移动农业图像信息处理方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的可变光源的移动农业图像信息处理方法，其特征在于，
7.可变光源的移动农业图像信息采集机器人，其特征在于，用于执行权利要求1-6任一项所述的可变光源的移动农业图像信息处理方法，包括机械臂控制模块（4）、底盘控制模块（15）、光源控制模块（22）、车身本体、图像采集模块、电池管理模块、驱动模块、导航模块、角度调节模块以及人机交互模块，
8.根据权利要求7所述的可变光源的移动农业图像信息采集机器人，其特征在于，
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.可变光源的移动农业图像信息处理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的可变光源的移动农业图像信息处理方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的可变光源的移动农业图像信息处理方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的可变光源的移动农业图像信息处理方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的可变光源的移动农业图像信息处理方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的可变光源的移动农业图像信息处理方法，其特征在于，
7.可变光源的移动农业图像信息采集机器人，其特征在于，用于执行权利要求1-6任一项所述的可变光源...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫鹏，张翀云，周涛，曹子扬，董建飞，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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