CN108782223A - 自动飞行授粉设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动飞行授粉设备，包含无人飞行装置、影像撷取装置、影像辨识装置及授粉装置，影像撷取装置设置于含无人飞行装置的机体，用以撷取农作物空拍影像，影像辨识装置储有默认的农作物花朵影像数据库而对于农作物空拍影像执行花朵影像辨识，而辨识出目标花朵的花朵种类信息以及花朵位置信息，授粉装置包括授粉构件及控制处理构件，控制处理构件依据花朵种类信息而得到目标花朵所对应的授粉动作信息，并基于授粉动作信息而依据花朵位置信息而自动控制飞行构件，调整无人飞行装置的飞行动作，而以授粉构件执行自动授粉操作。

Description

自动飞行授粉设备

技术领域

本发明涉及一种授粉设备，特别是涉及一种自动飞行授粉设备。

背景技术

为了增加农作物产量、确保产率，人工辅助授粉是农业生产上的常用方法，现行人工辅助授粉包括人力式和机械式。人力式授粉劳动强度大，生产效率低，而机械式授粉生产效率高操作简便，但至今仍无可行性好的机械式授粉的机具。举例来说，美国采用小型直升机利用螺旋桨的下洗气流进行授粉，虽然可大幅缩减所需劳动力，但生产质量和单位面积产量均不如人力式授粉。因此，发明一种高效率、低劳动力消耗的授粉设备是农业生产上的当务之急。

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明的目的即在提供一种高效率且低劳动力消耗的自动飞行授粉设备。

本发明为解决习知技术的问题所采用的技术手段提供一种自动飞行授粉设备，包含：无人飞行装置，具有机体及飞行构件，该飞行构件设置于该机体而带动该机体飞行；影像撷取装置，设置于该机体，用以撷取农作物空拍影像；影像辨识装置，信号连接该影像撷取装置，该影像辨识装置储有默认的农作物花朵影像数据库而对于该农作物空拍影像执行花朵影像辨识，而辨识出目标花朵的花朵种类信息以及花朵位置信息；授粉装置，设置于该机体，该授粉装置包括授粉构件及控制处理构件，该控制处理构件信号连接该飞行构件、该影像辨识装置及该授粉构件，该控制处理构件依据该花朵种类信息而得到该花朵所对应的授粉动作信息，并基于该授粉动作信息而依据该花朵位置信息而自动控制该飞行构件，调整该无人飞行装置的飞行动作，而以该授粉构件对该目标花朵依据该授粉动作信息执行自花授粉晃动操作或是异花授粉传播操作，其中该自花授粉晃动操作为该授粉构件晃动雄雌同花的该目标花朵的雄蕊以使该雄蕊的花粉沾于该目标花朵的雌蕊，该异花授粉的花粉传播动作为该授粉构件沾附该目标花朵的雄蕊的花粉并将该花粉转移至另一花朵的雌蕊。

在本发明的一实施例中提供一种自动飞行授粉设备，更包括设置于该机体的采蜜装置，该采蜜装置依据该目标花朵的花朵种类信息而执行采蜜操作。

在本发明的一实施例中提供一种自动飞行授粉设备，该授粉构件为可凸伸出该机体及可收缩至该机体内的授粉棒。

在本发明的一实施例中提供一种自动飞行授粉设备，更包括基地台装置，该基地台装置包括装置连接构件及无线传输构件，该装置连接构件用以连接手机、计算机或平板计算机以接收更新的农作物花朵影像数据库，该无线传输构件信号连接该装置连接构件并以无线传输方式传输该更新的农作物花朵影像数据库至该影像辨识装置。

在本发明的一实施例中提供一种自动飞行授粉设备，更包括设置于该机体的采蜜装置以及信号连接该无线传输构件的模式切换装置，该采蜜装置依据该目标花朵的花朵种类信息而执行采蜜操作，该模式切换装置用以供选择执行自动授粉或执行自动采蜜。

在本发明的一实施例中提供一种自动飞行授粉设备，该无人飞行装置的最大长度小于10公分。

经由本发明所采用的技术手段，自动飞行授粉设备可精细地以开花植物的花朵为单位，而针对花朵的雄蕊、雌蕊为重点部位而执行自动授粉。不仅自动授粉的成功率高、单位面积产量大，可针对多种开花植物的花朵进行辨识及授粉，几乎无劳动力消耗，同时还节省电能、机械能等能源消耗。

附图说明

本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。

图1为显示根据本发明一实施例的自动飞行授粉设备的示意图。

图2为显示根据本发明的实施例的自动飞行授粉设备的方块图。

图3至图5为显示根据本发明的实施例的影像撷取装置所撷取的农作物空拍影像示意图。

符号说明

100 自动飞行授粉设备

1 无人飞行装置

11 飞行构件

12 机体

121 容置空间

2 影像撷取装置

3 一影像辨识装置

4 授粉装置

41 授粉构件

42 控制处理构件

5 采蜜装置

6 基地台装置

61 装置连接构件

62 无线传输构件

7 模式切换装置

F1 花朵种类信息

F2 花朵位置信息

P 农作物空拍影像

R 更新的农作物花朵影像数据库

具体实施方式

以下根据图1至图5，而说明本发明的实施方式。该说明并非为限制本发明的实施方式，而为本发明的实施例的一种。

如图1及图2所示，本发明一实施例的自动飞行授粉设备100包含无人飞行装置1、影像撷取装置2、影像辨识装置3及授粉装置4。

无人飞行装置1具有机体12及飞行构件11，飞行构件11设置于机体12而带动机体12飞行。在图1中，飞行构件11被绘示为螺旋桨构件，但本发明不限于此，亦可以是其他种类的飞行构件，例如喷射飞行构件、磁浮构件或动力滑翔构件。在本实施例中，无人飞行装置1的最大长度小于10公分，以节省飞行动力的消耗并可在密集种植的开花植物之间飞行，但本发明不限于此。

影像撷取装置2设置于机体12，用以在植有农作物的区域中撷取农作物空拍影像P，农作物区域可以是露天的田地、植被，或是温室。农作物空拍影像P通常包括许多影像，例如农作物的茎叶或其他非欲授粉的植物。

影像辨识装置3信号连接影像撷取装置2，影像辨识装置3储有默认的农作物花朵影像数据库而对于农作物空拍影像P执行花朵影像辨识，而辨识出目标花朵的花朵种类信息F1以及花朵位置信息F2。

授粉装置4设置于机体12，授粉装置4包括授粉构件41及控制处理构件42，控制处理构件42信号连接飞行构件11、影像辨识装置3及授粉构件41。控制处理构件42依据花朵种类信息F1而得到该目标花朵所对应的授粉动作信息，并基于该授粉动作信息而依据花朵位置信息F2而自动控制飞行构件11，调整无人飞行装置1的飞行动作，而以授粉构件41对该目标花朵依据该授粉动作信息执行自花授粉晃动操作或是异花授粉传播操作。在本实施例中，如图3至图5所示，控制处理构件42依据花朵位置信息F2经影像辨识算法及距离探测辅助装置高速运算后而自动控制飞行构件11以调整无人飞行装置1飞行动作，而使无人飞行装置1越来越靠近目标花朵。影像辨识算法例如是应用设定的影像辨识控制参数，以数学矢量的原理进行影像辨识的演算。距离探测辅助装置例如是设置于无人飞行装置1的机体11的GPS装置、超声波探测装置、激光探测装置、光流定位(视觉定位)装置、或惯性测量(Inertial measurement unit，IMU)装置，且本发明不限于此。飞行装置1的飞行动作经调整后，影像撷取装置2、影像辨识装置3及控制处理构件42重复前述的影像撷取、辨识及演算，以使飞行装置1的积体11移动到最佳的执行授粉的距离。前述的影像辨识撷取及演算频率依最适条件参数调整。

另一方面，在本实施例中，控制处理构件42依据花朵种类信息F1及农作物花朵影像数据库而确认目标花朵为雄雌蕊同花的花朵，则对目标花朵执行自花授粉晃动操作；若控制处理构件42依据花朵种类信息F1及农作物花朵影像数据库确认目标花朵为雄雌蕊异花、异株的花朵，则对目标花朵执行异花授粉传播操作。

详细来说，自花授粉晃动操作为授粉构件41晃动雄雌同花的该目标花朵的雄蕊以使该雄蕊的花粉沾于该目标花朵的雌蕊而达成自花授粉。异花授粉的花粉传播动作为授粉构件41沾附该目标花朵的雄蕊的花粉并将该花粉转移至另一花朵的雌蕊。

进一步地，控制处理构件42还可依据花朵种类信息F1判断该目标花朵是否为目标种类的待授粉花朵，以决定是否以授粉构件41对该目标花朵执行授粉。举例来说，农作物区域中同时有复数个种类的花朵，影像辨识装置3皆可辨识出这些花朵以及种类。控制处理构件42可被设定为只对其中一种或数种的目标种类的花朵执行授粉。

进一步地，在本实施例中，授粉构件41为可凸伸出机体12及可收缩至机体12内的授粉棒。

进一步地，在本实施例中，自动飞行授粉设备100更包括基地台装置6、采蜜装置5以及模式切换装置7。

基地台装置6包括装置连接构件61及无线传输构件62，装置连接构件61包括装置连接接口，用以连接手机、计算机或平板计算机以接收更新的农作物花朵影像数据库R，无线传输构件62信号连接装置连接构件61并以无线传输方式传输更新的农作物花朵影像数据库R至影像辨识装置3。实施中，基地台装置6为一次性地将更新的农作物花朵影像数据库R无线传输至影像辨识装置3，因此影像辨识装置3在执行自动授粉时不需随时与基地台装置6保持连系。另一方面，当无人飞行装置1执行自动授粉时，基地台装置6也可以随时接收更新的农作物花朵影像数据库R并无线传输至影像辨识装置3，因此，本发明的自动飞行授粉设备100可便利地依据最新的信息执行授粉。

采蜜装置5设置于机体12并信号连接控制处理构件42，控制处理构件41依据花朵位置信息F2而自动控制飞行构件11，采蜜装置5透过控制处理构件42而依据目标花朵的花朵种类信息F1而执行采蜜操作。在本实施例中，机体12还具有连通采蜜装置5的容置空间121，采蜜装置5以吸取的方式对目标花朵执行采蜜操作，并将所采的花蜜储存于容置空间121。进一步地，在本实施例中，采蜜装置5包括可凸伸出机体12及可收缩至机体12内的采蜜管。

模式切换装置7信号连接无线传输构件62，模式切换装置7具有切换接口用以供用户选择让自动飞行授粉设备100执行自动授粉或执行自动采蜜。无线传输构件62再将选择结果无线传输至影像辨识装置3。在图1中，模式切换装置7设置于装置连接构件61及无线传输构件62的共同外壳体，但本发明不限于此，模式切换装置7与无线传输构件62可分别设置在不同的结构体上，例如模式切换装置7设置于智能型手机上，用户透过信号连接无线传输构件62的智能型手机而选择让自动飞行授粉设备100执行自动授粉或执行自动采蜜。

综上所述，本发明的自动飞行授粉设备100相对于先前技术，可精细地以开花植物的花朵为单位，而针对花朵的雄蕊、雌蕊为重点部位而执行自动授粉及采蜜。本发明的自动飞行授粉设备100不仅自动授粉的成功率高、单位面积产量大，可针对多种开花植物的花朵进行辨识及授粉，适合运用于精细农业，且几乎无劳动力消耗。相对于大面积喷洒型的机械授粉方式，本发明更还节省电能、机械能等能源消耗，更为环保、便利。

以上的叙述以及说明仅为本发明的较佳实施例的说明，对于此项技术具有通常知识者当可依据以下所界定申请专利范围以及上述的说明而作其他的修改，只是这些修改仍属于本发明的发明精神而在本发明的权利范围中。

Claims (6)

1.一种自动飞行授粉设备，其特征在于，包含：

无人飞行装置，具有机体及飞行构件，所述飞行构件设置于所述机体而带动所述机体飞行；

影像撷取装置，设置于所述机体，用以撷取农作物空拍影像；

影像辨识装置，信号连接所述影像撷取装置，所述影像辨识装置储有默认的农作物花朵影像数据库而对于所述农作物空拍影像执行花朵影像辨识，而辨识出目标花朵的花朵种类信息以及花朵位置信息；

授粉装置，设置于所述机体，所述授粉装置包括授粉构件及控制处理构件，所述控制处理构件信号连接所述飞行构件、所述影像辨识装置及所述授粉构件，所述控制处理构件依据所述花朵种类信息而得到所述目标花朵所对应的授粉动作信息，并基于所述授粉动作信息而依据所述花朵位置信息而自动控制所述飞行构件，调整所述无人飞行装置的飞行动作，而以所述授粉构件对所述目标花朵依据所述授粉动作信息执行自花授粉晃动操作或是异花授粉传播操作，

其中所述自花授粉晃动操作为所述授粉构件晃动雄雌同花的所述目标花朵的雄蕊以使所述雄蕊的花粉沾于所述目标花朵的雌蕊，所述异花授粉的花粉传播动作为所述授粉构件沾附所述目标花朵的雄蕊的花粉并将所述花粉转移至另一花朵的雌蕊。

2.根据权利要求1所述的自动飞行授粉设备，其特征在于，更包括设置于所述机体的采蜜装置，所述采蜜装置依据所述目标花朵的花朵种类信息而执行采蜜操作。

3.根据权利要求1所述的自动飞行授粉设备，其特征在于，所述授粉构件为可凸伸出所述机体及可收缩至所述机体内的授粉棒。

4.根据权利要求1所述的自动飞行授粉设备，其特征在于，更包括基地台装置，所述基地台装置包括装置连接构件及无线传输构件，所述装置连接构件用以连接手机、计算机或平板计算机以接收更新的农作物花朵影像数据库，所述无线传输构件信号连接所述装置连接构件并以无线传输方式传输所述更新的农作物花朵影像数据库至所述影像辨识装置。

5.根据权利要求4所述的自动飞行授粉设备，其特征在于，更包括设置于所述机体的采蜜装置以及信号连接所述无线传输构件的模式切换装置，所述采蜜装置依据所述目标花朵的花朵种类信息而执行采蜜操作，所述模式切换装置用以供选择执行自动授粉或执行自动采蜜。

6.根据权利要求1所述的自动飞行授粉设备，其特征在于，所述无人飞行装置的最大长度小于10公分。