一种智能化移动车载式远程作物数字图像采集系统及其方法_3

文档序号:9238534阅读:来源:国知局
LD器件30、数据存储模块B 31、3G无线收发模块32、测距装置33、人机对话接口 34、人机对话装置35和控制器主机板25。控制器主机板25内部集成有视频接口 23、EMIF接口 24、GP10接口 26和外部扩展总线27。其中,视频采集模块21连接视频接口 23 ;数据存储模块A 22连接EMIF接口 24 ;电机驱动模块29与GP1接口 26连接;电源28与控制器主机板25直接连接。数据存储模块B 31、3G无线收发模块32、测距装置33、人机对话接口 34分别通过CPLD器件30连接外部扩展总线27,另外,人机对话装置35也连接人机对话接口 27。所述电机驱动模块29包括电机驱动器A18和电机驱动器B16,电机驱动器A18用于驱动升降电机19,电机驱动器B16用于控制驱动轮电机17。
[0039]如图4所示,控制器TMS320DM642AGDK 25芯片集成视频接口 23、EMIF接口 24、GP1接口 26和外部扩展总线27。相机5依次通过云台6和解码压缩模块36连接到视频接口 23。外部扩展总线27经过CPLD器件后分为并行的5路,第I路经USB接口模块49连接U盘50 ;第2路依次连接A/D转换器47、信号调理电路48和测距传感器4 ;第3路依次通过异步通讯收发器44、UART模块45连接3G无线模块46 ;第4路依次通过电平转换A41、线驱动器B 42与键盘及多位开关43连接;第5路通过电平转换B 39连接到IXD接口40。SDRAM存储器37和FLASH存储器38利用总线复用技术一起连接到EMIF接口 24。升降电机19和驱动电机17分别经过电机驱动器A18和电机驱动器B 16后一起连接到GP1接口 26。
[0040]本发明一种智能化移动车载式远程作物数字图像采集系统的工作过程:将数字图像采集处理设备3放置在作物行内并在小车正前方作物行地头设置垂直安装的平板,通过服务器2或人机对话装置35接收设定的小车行走速度、图像拍摄间隔和作物图像预定拍摄高度,根据两个测距传感器4采集的实时距离作为小车驱动轮电机的控制信号,通过CPLD器件30传送给控制器主机板25的外部扩展总线27,确保小车沿着作物行直线行驶或避障;同时通过相机5初步采集作物图像,根据控制器对采集图像的分析确定数字图像采集处理设备是否对准作物目标位置以及根据分析结果对小车位置、云台6位置进行调整,最终确保数字图像采集处理设备对准作物目标位置后进行图像获取,然后将获取的图像存储在数据处理模块或经过解码压缩处理后通过无线通信模块传输到服务器,客户端I通过身份验证后通过远程管理软件远程访问作物图像数据,查询、下载、上传、编辑作物图像信息。
[0041]所述的视频采集模块21包括相机5、云台6和解码压缩模块36组成,其中解码压缩模块36采用TI公司的TVP5150AM视频解码芯片和离散余弦变换DCT,可对相机5采集的图像进行解码和压缩;
[0042]所述的3G无线收发模块32由3G无线模块46、UART模块45和异步通讯收发器44组成,其中3G无线模块46采用华为EM770W模块,用于服务器2和数字图像采集处理设备3之间的无线通信,实现图像、数据、控制命令的无线传输以及通过服务器2或客户端I对数字图像采集处理设备3进行远程控制。
[0043]所述的数据存储模块B 31采用南京沁恒电子有限公司推出的USB-Host器件CH375和普通U盘,通过EMIF接口 24与控制器主机板25连接,用于存储采集的图像和相关数据,以便于今后数据回放、分析。
[0044]所述的数据存储模块A 22由AMD公司的AM29LV033C型FLASH芯片和HynixSemiconductor公司的HY57V283220T型SDRAM芯片组成,分别作为程序存储器和数据存储器使用。
[0045]所述的CPLD器件30采用EPM7128AETC型芯片。
[0046]所述的异步通讯收发器44采用TI公司的TL16C752B异步通讯收发器。
[0047]所述的测距传感器4为P+F倍加福超声波传感器UC500-30GM-1UR2-V15。
[0048]所述的云台6为全方位智能控制的MV-3999S可旋转云台,内部设置有专业智能云台控制/解码器。
[0049]所述的相机5为配套有电动伸缩镜头的高分辨率相机。
[0050]实施例2:本发明由滑轮10、绳索11和滚子12组成的云台和相机竖直方向驱动机构也可采用螺母螺杆机构或滚珠丝杠机构替代。
[0051]实施例3:本发明测距传感器4也可采用激光传感器替代。
[0052]实施例4:本发明CPLD器件30可用Altera公司的EPM240替代。
[0053]实施例5:本发明的SDRAM存储器37和FLASH存储器38分别可用Hynix公司的HY57V641620E (L/S) T (P)和 S29GL064A 或 S29GL032A 代替。
[0054]本发明一种智能化移动车载式远程作物数字图像采集方法包括以下几个步骤:
[0055]步骤1,移动小车14置于田间作物行内,小车正前方作物行地头设置垂直安装的平板,接通电源并进行开机自检;
[0056]步骤2,自检正常后,通过客户端I连接服务器2或人机对话装置35接收设定的小车行走速度、图像拍摄间隔和作物图像初步预定拍摄高度;
[0057]步骤3,在控制单元13控制下,将两个测距传感器4采集的实时距离作为小车驱动轮电机的控制信号,通过CPLD器件30传送给控制器主机板25的外部扩展总线27,确保小车沿着作物行直线行驶或避障;
[0058]步骤4,随着移动小车14沿着作物行的移动,控制单元13控制下,通过相机5初步采集作物图像并对图像进行背景分割、特征提取等操作;
[0059]步骤5,通过升降电机19调节相机5在竖直方向的高度,通过云台6调节相机5在水平面的旋转角度,最终确保数字图像采集处理设备3对准作物目标位置;
[0060]步骤6,待相机5摄像头对准目标物且视场角合适后,控制单元13控制下,相机5按照步骤1-2预先设定的图像拍摄间隔采集图像,并将获取的图像存储在数据存储模块A22或数据存储模块B31,也可经过解码压缩处理后通过3G无线收发模块32传输到服务器2,客户端I通过身份验证后通过远程管理软件远程访问作物图像数据,查询、下载、上传、编辑作物图像信息。
[0061]在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0062]最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
【主权项】
1.一种智能化移动车载式远程作物数字图像采集系统,其特征在于,包括客户端(I)、服务器(2)、数字图像采集处理设备(3),所述客户端(I)与服务器(2)相连接,所述服务器(2)与数字图像采集处理设备(3)无线连接; 所述客户端(I)连接服务器(2)用于存储和管理作物信息,客户端(I)通过身份验证后通过远程管理软件远程访问作物图像数据,查询、下载、上传、编辑作物图像信息; 所述数字图像采集处理设备(3)用于使相机(5)实现水平、竖直、旋转运动,进而采集作物冠层信息和不同株高位置作物的不同部位、不同方向的图像信息; 所述数字图像采集处理设备⑶设置在移动
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