一种智能喷洒机器人的制作方法

本实用新型实施例涉及机器人技术领域，尤其涉及一种智能喷洒机器人。

背景技术：

随着现代化进程的不断加快，农业的现代化的不断发展，中小型车载式喷雾技术开始逐步应用在农业生产上，在大型的农田和果园中进行农药的喷洒。但是这种车载式喷雾技术也存在着诸多问题：

首先，对于不同的植物来说可能存在着需要施肥、需要喷农药以及需要浇水等多方面问题，而车载式喷雾技术只能重复作业，效率较低。其次，车载式喷雾往往需要人工控制或者固定方向喷射，导致不需要喷洒的地方也被喷洒，造成了资源的浪费。

由此可见，目前喷药技术存在着很多不足和缺陷，亟待进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种智能喷洒机器人，可以实现提高对植物的喷药效率、节约资源的效果。

本实用新型实施例提供了一种智能喷洒机器人，包括：

图像采集系统，包括至少一个可见光谱摄像头和至少一个非可见光谱摄像头，用于获取目标植物的可见光图像和非可见光图像；

图像分析系统，与所述图像采集系统连接，用于根据所述可见光图像和所述非可见光图像，确定目标植物的生长状况；

控制系统，与所述图像分析系统连接，用于根据所述目标植物的生长状况，确定需要喷药的种类，并产生喷洒控制信号；

储料及喷洒系统，与所述控制系统连接，用于根据所述控制系统的喷洒控制信号，确定喷洒区域和喷洒药量，进行喷洒操作；

能源系统，与所述图像采集系统、所述图像分析系统、所述控制系统和所述储料及喷洒系统连接，用于提供能源。

进一步的，所述智能喷洒机器人还包括：

通信系统，与所述控制系统连接，用于与遥控装置进行通信连接；其中，所述遥控装置包括控制室遥控装置和智能终端遥控装置；

运动系统，与所述控制系统连接，用于移动智能喷洒机器人；还用于根据所述遥控装置的发出的目标点，确定智能喷洒机器人的移动目标位置；和/或根据所述遥控装置的发出的目标范围，确定智能喷洒机器人的勘察范围。

进一步的，所述通信系统，还用于向所述储料及喷洒系统发送所述控制系统确定需要喷药的种类和产生喷洒控制信号。

进一步的，所述运动系统，包括：

感应装置，用于根据感应信号，确定智能喷洒机器人的运动轨迹。

进一步的，所述运动系统包括：

运动装置，所述运动装置为至少两条宽度在10-30厘米之间的履带。

进一步的，所述非可见光谱摄像头获取非可见光图像的光谱波长变化范围为10-30纳米。

进一步的，所述图像分析系统通过光谱算法确定目标植物的生长状况，分析所述目标植物需要喷水、喷肥料、喷除草剂和/或喷农药。

进一步的，所述储料及喷洒系统包括储料桶，所述储料桶包括储水储料桶、肥料储料桶、除草剂储料桶以及农药储料桶。

本实用新型实施例通过为智能喷洒机器人配置：图像采集系统，包括至少一个可见光谱摄像头和至少一个非可见光谱摄像头，用于获取目标植物的可见光图像和非可见光图像；图像分析系统，与所述图像采集系统连接，用于根据所述可见光图像和所述非可见光图像，确定目标植物的生长状况；控制系统，与所述图像分析系统连接，用于根据所述目标植物的生长状况，确定需要喷药的种类，并产生喷洒控制信号；储料及喷洒系统，与所述控制系统连接，用于根据所述控制系统的喷洒控制信号，确定喷洒区域和喷洒药量，进行喷洒操作；能源系统，与所述图像采集系统、所述图像分析系统、所述控制系统和所述储料及喷洒系统连接，用于提供能源，解决了现有技术中喷药效率低、浪费资源的问题，实现提高对植物的喷药效率、节约资源的效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的智能喷洒机器人结构框图；

图2是本实用新型实施例二提供的智能喷洒机器人结构框图；

图3是本实用新型实施例三提供的智能喷洒机器人结构框图；

图4是本实用新型实施例三提供的储料及喷洒系统在大棚中的设置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的智能喷洒机器人结构框图，本实施例可适用利用机器人为种植物喷药的情况，该智能喷洒机器人可以由软件和/或硬件的方式来实现，可以用于对农田、大棚中的种植物进行喷药。

如图1所示，所述智能喷洒机器人，包括：

图像采集系统10，包括至少一个可见光谱摄像头和至少一个非可见光谱摄像头，用于获取目标植物的可见光图像和非可见光图像；

图像分析系统20，与所述图像采集系统10连接，用于根据所述可见光图像和所述非可见光图像，确定目标植物的生长状况；

控制系统30，与所述图像分析系统20连接，用于根据所述目标植物的生长状况，确定需要喷药的种类，并产生喷洒控制信号；

储料及喷洒系统40，与所述控制系统30连接，用于根据所述控制系统30 的喷洒控制信号，确定喷洒区域和喷洒药量，进行喷洒操作；

能源系统50，与所述图像采集系统10、所述图像分析系统20、所述控制系统30和所述储料及喷洒系统40连接，用于提供能源。

图像采集系统10，包括至少一个可见光谱摄像头和至少一个非可见光谱摄像头，用于获取目标植物的可见光图像和非可见光图像。其中，可见光谱摄像头可以是用来获取波长为400-700nm(纳米)的可见光图像，非可见光谱摄像头可以是用来获取波长为400-700nm以外的非可见光图像，在本实施例中，可以是包括波长为850nm的非可见光。

在本实施例中，可选的，非可见光谱摄像头获取非可见光图像的光谱波长变化范围为10-30纳米。具体可以设置多个非可见光摄像头，每个非可见光摄像头获取图像的非可见光波长可以是10-30nm的波宽，例如一个非可见光摄像头获取图像为845-855nm，其他的可以是800-810nm，820-830nm，860-870nm 以及890-900nm。这样设置的好处是可以将不同波段的非可见光分别成像，有利于后续的图像分析。可见光摄像头和非可见光摄像头的方向可以调整，可以是间隔固定时间拍摄图片或者拍摄视频流，图片或者视频流传输至图像分析系统20。

图像分析系统20，与所述图像采集系统10连接，用于根据所述可见光图像和所述非可见光图像，确定目标植物的生长状况。其中，可以是有线连接，也可以是无线连接，图像分析系统20在获取到图像后，可以根据可见光图像和非可见光图像确定目标植物放钱的生长状况，如当前目标植物是否缺水、缺肥等，具体的可以根据对图像进行光谱算法确定目标植物的生长状况。

其中，图像分析系统20还可以用于根据获取到的目标植物的图像，确定目标植物是种植的农作物还是杂草，具体的可以根据植物的高度以及叶、茎的形状等来确定。

储料及喷洒系统40，与所述控制系统30连接，用于根据所述控制系统30 的喷洒控制信号，确定喷洒区域和喷洒药量，进行喷洒操作。其中，喷洒作业过程中的喷头的方向是可以调节的，喷压也是可以调节的。这样设置的好处是可以根据目标植物的生长状况，确定喷洒药物的角度和喷压，进而对确定的喷洒区域进行喷药。并可以根据喷洒药量，确定喷药的持续时间，这样可以有效的针对目标植物的需求进行作业，避免药物的浪费。

在本实施例中，可选的，储料及喷洒系统40包括储料桶，所述储料桶包括储水储料桶、肥料储料桶、除草剂储料桶以及农药储料桶。

能源系统50，与所述图像采集系统10、所述图像分析系统20、所述控制系统30和所述储料及喷洒系统40连接，用于提供能源。其中，能源系统可以是单个电瓶或者电瓶组，还可以包括小型发电机。

本实施例的技术方案，通过为智能喷洒机器人配置：图像采集系统，包括至少一个可见光谱摄像头和至少一个非可见光谱摄像头，用于获取目标植物的可见光图像和非可见光图像；图像分析系统，与所述图像采集系统连接，用于根据所述可见光图像和所述非可见光图像，确定目标植物的生长状况；控制系统，与所述图像分析系统连接，用于根据所述目标植物的生长状况，确定需要喷药的种类，并产生喷洒控制信号；储料及喷洒系统，与所述控制系统连接，用于根据所述控制系统的喷洒控制信号，确定喷洒区域和喷洒药量，进行喷洒操作；能源系统，与所述图像采集系统、所述图像分析系统、所述控制系统和所述储料及喷洒系统连接，用于提供能源，解决了现有技术中喷药效率低、浪费资源的问题，实现提高对植物的喷药效率、节约资源的效果。

在上述技术方案的基础上，可选的，所述图像分析系统通过光谱算法确定目标植物的生长状况，分析所述目标植物需要喷水、喷肥料、喷除草剂和/或喷农药。这样设置的好处在于可以根据分析结果，确定是否对目标植物喷洒药物以及喷洒何种药物。

实施例二

图2是本实用新型实施例二提供的智能喷洒机器人结构框图。本实施例在上述实施例的基础上，进行了进一步的优化。

如图2所示，所述智能喷洒机器人，还包括：

通信系统60，与所述控制系统30连接，用于与遥控装置70进行通信连接；其中，所述遥控装置70包括控制室遥控装置和智能终端遥控装置。其中，通信系统60可以通过蓝牙、无线网络以及有线连接等方式和遥控装置70相连，可以接收到遥控装置70的信号，进行相应的操作，如开关信号，环境扫描信号，温度湿度获取信号等。其中，遥控装置70包括控制室遥控装置，可以是放置在控制室内对智能喷洒机器人进行遥控的装置，如电脑、操作台等，还可以是智能终端遥控装置，如在智能终端上安装相应的控制程序，进入控制程序中，可以进入控制界面，对智能喷洒机器人进行控制。其中，智能终端包括智能手机、平板电脑等。

运动系统80，与所述控制系统30连接，用于移动智能喷洒机器人；还用于根据所述遥控装置70出的目标点，确定智能喷洒机器人的移动目标位置；和 /或根据所述遥控装置70出的目标范围，确定智能喷洒机器人的勘察范围。

其中，可以在控制室或者在智能终端上，建立智能喷洒机器人所在的工作范围，如田地、大棚等，并确定智能喷洒机器人当前所在位置，可以在智能终端上点选一个位置作为目标点，则智能喷洒机器人以该目标点作为目标位置，并向所述目标位置移动，移动路径可以由用户选择，也可以由智能喷洒机器人自动识别路径。同样的，还可以在智能终端的控制程序中选择一个目标区域，则智能喷洒机器人以该区域作为勘察范围，对该区域内是否有目标植物需要浇水、施肥等进行勘察，并根据对该区域的勘查结果，进行喷药。

在本实施例中，可选的，所述运动系统80：运动装置，所述运动装置为至少两条宽度在10-30厘米之间的履带。这样设置的好处是可以控制两条以上的履带的转速，来控制智能喷洒机器人的运动方向和运动速度，同时履带可以为智能喷洒机器人提供稳定的运动，并能够减小对大棚或者田地的土体的压强，避免给种植物的生长带来不利因素。

在本实施例中，可选的，所述运动系统80，包括：感应装置，用于根据感应信号，确定智能喷洒机器人的运动轨迹。其中，感应装置可以是声呐、激光雷达等装置，智能喷洒机器人在移动过程中，可以根据接收到的感应装置的信号确定智能喷洒机器人的运动轨迹，如当前运动方向的前方有植物挡住了运动路线时，可以通过检测其他方向是否存在障碍物，如果不存在则沿其他方向绕过前方的植物。这样设置的好处是可以提高智能喷洒机器人的运动灵活度，也避免了因为智能喷洒机器人的移动给种植物带来的损害。

本实施例在上述实施例的基础上，提供了一种可以遥控并能够实现独自运动的智能喷洒机器人，方便了用户对于智能喷洒机器人的控制，并提高了智能喷洒机器人的适用范围。

实施例三

图3是本实用新型实施例三提供的智能喷洒机器人结构框图。本实施例在上述实施例的基础上，进行了进一步的优化。

如图3所示，所述通信系统60，还用于向所述储料及喷洒系统40发送所述控制系统30确定需要喷药的种类和产生喷洒控制信号。

在本实施例中可以将储料及喷洒系统40于智能喷洒机器人分开设置，并且储料及喷洒系统40中的储料桶和喷头也可以分开设置，并由管道连接。图4是本实用新型实施例三提供的储料及喷洒系统在大棚中的设置示意图，其中大棚框架403的顶部可以设置多个喷头401，并在大棚框架403的侧边设置有储料桶402，这样设置可以方便用户对药物的补充，当接收到控制系统的喷药指示后，可以采用泵送等方式将储料桶402中的药物由多个喷头401中的一个或者多个喷出。这样设置的好处是可以减小智能喷洒机器人的自身体积和配重，同时又能够满足喷药需求，提高了智能喷洒机器人配置方面的灵活性。

本实施例在上述各实施例的基础上，提供了一种储料及喷洒系统与智能喷洒机器人分离设置的方案，可以减小智能喷洒机器人的自身体积和配重，同时又能够满足喷药需求，提高了智能喷洒机器人配置方面的灵活性。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。