CN110440800A - 一种果园喷药机器人导航系统 - Google Patents

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余坤鸿
林培川
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    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations

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Abstract

本发明提供一种果园喷药机器人导航系统，包括设置在果树上的标识图，喷药机器人以及控制系统，所喷药述机器人上设置有与标识图相对且实时采集标识图图像信息的摄像头，摄像头与控制系统连接，所述控制系统包括预存与标识图相对应的匹配表以及与匹配表映射对应的果树分布图。本发明的有益效果在于果园喷药机器人导航中引入标识图，通过标识图识别进行果园机器人定位，成本低实用性强，解决了传统导航中机器人定位代价高的问题。在视觉导航中兼并自然环境识别与人工标志识别，解决了单纯基于自然环境进行视觉导航在果园地头转弯适应性差的问题，提高了导航的可靠性与实用性。

Description

一种果园喷药机器人导航系统
技术领域
本发明涉及果园喷药机器人导航领域，具体涉及一种果园喷药机器人导航系统。
背景技术
我国是果品生产大国，但目前果园作业的自动化智能化程度仍然较低，果园作业仍以人力为主，劳动强度大，生产率低，极大制约了我国果品经济的发展。现阶段，智能农业装备的研究越来越受到关注，而自主导航是智能农业装备中研究的关键。导航信息可以帮助机器人预判地头和规划路径，实现地头转向，自主驶向下一行。同时，导航信息结合果树株距信息还可以帮助机器人预判果树位置，提高机器人检测果树树干的精度，增加果园植保作业效果等。果园环境中，由于果树枝叶的阻挡，GPS导航定位效果较差；激光导航易受环境影响，误差较大；电磁导航成本过高；视觉导航由于检测范围大，获取信息丰富，对于特定的果园环境有较好的适用性。因此，引入人工标识图进行视觉识别对于提高视觉导航的可靠性很有必要。
发明内容
本发明的目的是克服现有导航技术的不足，提出一种引入人工标识图进行视觉识别的果园喷药机器人导航系统。
一种果园喷药机器人导航系统，包括设置在果树上的标识图，喷药机器人以及控制系统，所喷药述机器人上设置有与标识图相对且实时采集标识图图像信息的摄像头，摄像头与控制系统连接，所述控制系统包括预存与标识图相对应的匹配表以及与匹配表映射对应的果树分布图。
本发明通过引入人工制作的标识图，机器人携带能实时采集标识图图像信息的摄像头，摄像头与控制系统连接，所述控制系统包括预存与标识图相对应的匹配表以及与匹配表映射对应的果树分布图。在果园喷药机器人导航中引入标识图，通过标识图识别进行果园喷药机器人定位，成本低实用性强，解决了传统导航中机器人定位代价高的问题。在视觉导航中兼并自然环境识别与人工标志识别，解决了单纯基于自然环境进行视觉导航在果园地头转弯适应性差的问题，提高了导航的可靠性与实用性。
进一步地，所述匹配表为“直行”“左转”“右转”的命令信息。
还可以，所述匹配表为果树的坐标位置信息。匹配表的信息类型可以多种，只要保证匹配表与标识图相对应且映射对应的果树分布图。通过在果树上设置标识图，采用设置在机器人上的摄像头对其进行图像采集，通过将获得的采集图像与匹配表比对，以获得在果树分布图上的对应移动位置映射，同时将目标果树信息转化为目标位置映射，然后，由控制系统将移动位置映射和目标位置映射传送给机器人，最后，移动位置和目标位置间的路线连接，机器人以其与果树分布图中的模式进行移动。
进一步地，所述机器人还包括与控制系统连接的超声波传感器，所述超声波传感器安装在喷药机器人的最前端，用于实时反馈前方的障碍物信息，并将障碍物信息传送到控制系统，所述控制系统以最高优先级来处理障碍物信号。通过超声波传感器感知道路的障碍物信息，并进行安全预警，保障了果园喷药机器人视觉导航的安全性与可靠性。
进一步地，所述标识图为二维码图像。二维码可人为设定需要的信息，且识别效果好可靠性高，而在果园环境中人工添加二维码标识牌并不复杂，成本较低。
本发明的有益效果在于果园喷药机器人导航中引入标识图，通过标识图识别进行果园机 器人定位，成本低实用性强，解决了传统导航中机器人定位代价高的问题。在视觉导航中兼并自然环境识别与人工标志识别，解决了单纯基于自然环境进行视觉导航在果园地头转弯适应性差的问题，提高了导航的可靠性与实用性。通过超声波传感器感知道路的障碍物信息，并进行安全预警，保障了果园喷药机器人视觉导航的安全性与可靠性。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图
具体说实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步说明。
一种果园喷药机器人导航系统，包括设置在果树上的标识图，喷药机器人以及控制系统，所喷药述机器人上设置有与标识图相对且实时采集标识图图像信息的摄像头，摄像头与控制系统连接，所述控制系统包括预存与标识图相对应的匹配表以及与匹配表映射对应的果树分布图。
本发明通过引入人工制作的标识图，机器人携带能实时采集标识图图像信息的摄像头，摄像头与控制系统连接，所述控制系统包括预存与标识图相对应的匹配表以及与匹配表映射对应的果树分布图。在果园喷药机器人导航中引入标识图，通过标识图识别进行果园喷药机器人定位，成本低实用性强，解决了传统导航中机器人定位代价高的问题。在视觉导航中兼并自然环境识别与人工标志识别，解决了单纯基于自然环境进行视觉导航在果园地头转弯适应性差的问题，提高了导航的可靠性与实用性。
优选地，所述匹配表为“直行”“左转”“右转”的命令信息。还可以，所述匹配表为果树的坐标位置信息。匹配表的信息类型可以多种，只要保证匹配表与标识图相对应且映射对应的果树分布图。
所述机器人还包括与控制系统连接的超声波传感器，所述超声波传感器安装在喷药机器人的最前端，用于实时反馈前方的障碍物信息，并将障碍物信息传送到控制系统，所述控制系统以最高优先级来处理障碍物信号。通过超声波传感器感知道路的障碍物信息，并进行安全预警，保障了果园喷药机器人视觉导航的安全性与可靠性。
优选地，所述标识图为二维码图像。二维码可人为设定需要的信息，且识别效果好可靠性高，而在果园环境中人工添加二维码标识牌并不复杂，成本较低。如图1所示为使用二维码图像的一个实施例的结构示意图。
本发明在果园喷药机器人导航中引入标识图，通过标识图识别进行果园喷药机器人定位，成本低实用性强，解决了传统导航中机器人定位代价高的问题。在视觉导航中兼并自然环境识别与人工标志识别，解决了单纯基于自然环境进行视觉导航在果园地头转弯适应性差的问题，提高了导航的可靠性与实用性。通过超声波传感器感知道路的障碍物信息，并进行安全预警，保障了果园喷药机器人视觉导航的安全性与可靠性。

Claims (5)

1.一种果园喷药机器人导航系统，其特征在于，包括设置在果树上的标识图，喷药机器人以及控制系统，所喷药述机器人上设置有与标识图相对且实时采集标识图图像信息的摄像头，摄像头与控制系统连接，所述控制系统包括预存与标识图相对应的匹配表以及与匹配表映射对应的果树分布图。
2.根据权利要求1所述的一种果园喷药机器人导航系统，其特征在于，所述匹配表为“直行”“左转”“右转”的命令信息。
3.根据权利要求1所述的一种果园喷药机器人导航系统，其特征在于，所述匹配表为果树的坐标位置信息。
4.根据权利要求1所述的一种果园喷药机器人导航系统，其特征在于，所述机器人还包括与控制系统连接的超声波传感器，所述超声波传感器安装在喷药机器人的最前端，用于实时反馈前方的障碍物信息，并将障碍物信息传送到控制系统，所述控制系统以最高优先级来处理障碍物信号。
5.根据权利要求1所述的一种果园喷药机器人导航系统，其特征在于，所述标识图为二维码图像。
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