br>[0036]图像处理模块6开始工作采集农作物种植区和周围环境图像信息，通过云台高清摄像头40拍摄农作物的图像，通过图像采集卡和图像处理软件处理农作物的图像，提取到农作物的重要外观特征与存储模块15中的农作物图像特征信息数据库信息核对比较后对农作物分类并判断出农作物的种类名称。
[0037]如图2所示，机器人从机器人工作起点和终点23位置开始按照图示实线箭头方向循通有交变电流导线产生的磁场向前移动，机器人通过永磁铁检测模块3检测到起始处的永磁铁22后，机器人中央控制器I控制喷药模块7伸开可伸缩机械臂36，中央控制器I控制农作物种植区24 —侧的药物喷头电动调节阀打开对农作物的顶部、中部和底部喷药，中央控制器I根据图像处理模块6判断的农作物的种类名称和人工设置功能参数中的农作物所处的生长时期合理控制调节电动调节阀的开度，控制喷药用量。
[0038]当机器人完成第一列农作物种植区24 —侧的喷药时，机器人永磁铁检测模块3检测到永磁铁22，确定对第一列农作物喷药结束，机器人将要离开农作物种植区24，机器人中央控制器I控制关闭电动调节阀停止喷药，机器人按实线箭头方向继续移动转向进入到两列农作物种植区24之间，机器人永磁铁检测模块3检测到永磁铁22，确定机器人将再次进入农作物种植区24之间，机器人中央控制器I控制机器人两侧的药物喷头电动调节阀打开对2列农作物的顶部、中部和底部喷药，机器人中央控制器I根据图像处理模块6判断的农作物的种类名称和人工设置功能参数中的农作物所处的生长时期合理控制调节电动调节阀的开度，控制喷药用量。
[0039]在喷药的过程中，搅拌器按照提前设置好的时间间隔对药物进行搅拌，保证药物始终均匀。
[0040]机器人按照上述方法继续完成对农作物的喷药工作，当机器人到达最后一列农作物种植区24外时，机器人中央控制器I仅控制农作物种植区24 —侧的药物喷头电动调节阀打开对农作物的顶部、中部和底部喷药，机器人中央控制器I根据图像处理模块6判断的农作物的种类名称和人工设置功能参数中的农作物所处的生长时期合理控制调节电动调节阀的开度，控制喷药用量。
[0041 ] 当机器人永磁铁检测模块3检测到永磁铁22次数达到完成对所有的农作物喷药工作后的永磁铁次数时，中央控制器I控制关闭电动调节阀停止喷药，控制喷药模块7收缩机械臂，控制机器人循磁沿导线方向移动到机器人工作起点和终点23位置处等待用户下一步具体操作。
[0042]机器人手动模式工作原理如下:用户通过手持移动通信设备端上位机软件实现对机器人控制。如图4所示，用户通过手持移动通信设备端上位机软件主操作界面进入到手动模式控制软件子界面对机器人实施控制机器人行驶、机械臂伸缩、电动调节阀开关、药泵开关、搅拌器开关。通过视频窗口观察机器人周围的情况，左右上下滑动窗口可以实现云台高清摄像头38的左右上下移动改变监控视角。
[0043]机器人太阳能跟踪模块通过光照度传感器和光敏传感器实现对太阳能最大光照的检测和跟踪，利用减速电机和电机驱动芯片组成电机动力结构，完成太阳能电池板30的移动；采用三自由度机械臂31支撑太阳能电池板30，使用太阳能电池板30时，中央控制器I控制三自由度机械臂31将太阳能电池板30撑起，不使用太阳能电池板30时，中央控制器I控制三自由度机械臂31将太阳能电池板30落下。
[0044]机器人通过太阳能发电模块实现太阳能转化为电能，采用太阳能电池板采集阳光光照对太阳能进行转化，通过DC/DC变换器转换成稳定的直流电流储存在高能效锂离子电池组中。
[0045]机器人通过药物检测模块9中液位传感器、涡轮流量计分别检测药物剩余量、喷药流速数据，将数据传送给中央控制器1，通过无线通信模块传送数据到手持移动通信设备端上位机中显示，以及时发现并避免无药工作和药物喷头堵塞情况。
[0046]机器人通过自身状态检测模块12中陀螺仪、里程计、加速度传感器、超声波传感器实时检测障碍物和自身状态。
[0047]机器人通过行驶模块13采用履带式移动。DSP处理器控制H桥电机PWM驱动电路控制电机的正转和反转，控制主动轮正、反转，带动同步履带移动完成机器人在农田区20内前进、后退和转向。
[0048]机器人通过报警模块14实现了当药物余量不足、药物喷头堵塞、电池组电量不足时，通过无线通信模块10向用户手持移动通信设备报警和语音播放器播放语音报警，以便用户及时发现处理。
[0049]机器人存储模块15使用存储器，实现对图像采集数据、检测信息、农作物图像特征信息数据库和其他模块数据的记录和存储。
[0050]机器人通过供电模块16选用高能效锂离子电池组储存电能，电压转换器为机器人的各个模块提供合适的电压和电流，电能充电器完成对高能效锂离子电池组充电，电量检测器检测电池组的剩余电量。
[0051]用户可以根据自己的需求对机器人的工作模式进行设置，可以设置机器人为自动模式或手动模式工作模式。自动模式下，机器人自主智能实现整个喷药的过程。手动模式依靠人工通过用户手持移动通信设备的上位机软件来控制机器人的工作。
【主权项】
1.一种基于电磁检测的农田智能喷药机器人，其特征在于，所述农田智能喷药机器人包括:中央控制器、电磁检测识别路径模块、永磁铁检测模块、太阳能跟踪模块、太阳能发电模块、图像处理模块、喷药模块、配药模块、药物检测模块、无线通信模块、人机交互模块、自身状态检测模块、行驶模块、报警模块、存储模块、供电模块；所述的中央控制器分别与电磁检测识别路径模块、永磁铁检测模块、太阳能跟踪模块、太阳能发电模块、图像处理模块、喷药模块、配药模块、药物检测模块、无线通信模块、人机交互模块、自身状态检测模块、行驶模块、报警模块、存储模块、供电模块连接，所述的供电模块分别与中央控制器、电磁检测识别路径模块、永磁铁检测模块、太阳能跟踪模块、太阳能发电模块、图像处理模块、喷药模块、配药模块、药物检测模块、无线通信模块、人机交互模块、自身状态检测模块、行驶模块、报警模块、存储模块连接。
【专利摘要】一种基于电磁检测的农田智能喷药机器人，其特征在于，所述农田智能喷药机器人的中央控制器分别与电磁检测识别路径模块、永磁铁检测模块、太阳能跟踪模块、太阳能发电模块、图像处理模块、喷药模块、配药模块、药物检测模块、无线通信模块、人机交互模块、自身状态检测模块、行驶模块、报警模块、存储模块、供电模块连接。本农田智能喷药机器人智能完成对农田农作物的整个喷药过程，减少药物的浪费和药物残留，提高了工作效率和药物利用率，环保节能，使人不受药物的危害。
【IPC分类】G05D1-02
【公开号】CN104820425
【申请号】CN201510247565
【发明人】董永波, 张慧芬, 王宜敏
【申请人】济南大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月15日