全文摘要
本实用新型公开了一种自动避障智能除草机器人，包括：载体车；除草粉碎装置；视觉检测装置，用于对区域内的植物类别进行识别判断；避障装置，用于确定周边障碍物的位置；处理控制器，所述处理控制器接收视觉检测装置和避障装置的数据信息，并与载体车的驱动系统以及除草粉碎装置连接；供电模块；其中，所述避障装置包括红外传感器检测模块、激光测距模块和超声波避障模块。优点为：首先，利用类型不同的传感器采集载体车周围环境信息，及时将障碍物信号传递给处理控制器，及时做出反应，提高了除草机器人的灵敏度和工作效率；其次，增加的视觉检测装置通过图像采集和视觉处理，能够对农作物和杂草高效区分，有效降低农业成本及损耗。
主设计要求
1.一种自动避障智能除草机器人，其特征在于，包括：载体车(1)；除草粉碎装置(2)，所述除草粉碎装置(2)位于载体车(1)的车底；视觉检测装置(3)，所述视觉检测装置(3)位于载体车(1)上，用于对区域内的植物类别进行识别判断；避障装置，所述避障装置位于载体车(1)上，用于确定周边障碍物的位置；处理控制器(5)，所述处理控制器(5)接收视觉检测装置(3)和避障装置的数据信息，并与载体车(1)的驱动系统以及除草粉碎装置(2)连接；供电模块(7)；其中，所述避障装置包括红外传感器检测模块(401)、激光测距模块(402)和超声波避障模块(403)。
设计方案
1.一种自动避障智能除草机器人，其特征在于，包括：
载体车(1)；
除草粉碎装置(2)，所述除草粉碎装置(2)位于载体车(1)的车底；
视觉检测装置(3)，所述视觉检测装置(3)位于载体车(1)上，用于对区域内的植物类别进行识别判断；
避障装置，所述避障装置位于载体车(1)上，用于确定周边障碍物的位置；
处理控制器(5)，所述处理控制器(5)接收视觉检测装置(3)和避障装置的数据信息，并与载体车(1)的驱动系统以及除草粉碎装置(2)连接；
供电模块(7)；
其中，所述避障装置包括红外传感器检测模块(401)、激光测距模块(402)和超声波避障模块(403)。
2.根据权利要求1所述的自动避障智能除草机器人，其特征在于：所述视觉检测装置(3)包括照明、相机、图像采集卡、视觉处理器和环境监测模块。
3.根据权利要求1所述的自动避障智能除草机器人，其特征在于：还包括声光报警模块(6)，所述声光报警模块(6)与处理控制器(5)连接，当避障装置测得障碍物与载体车(1)的距离小于预设值，处理控制器(5)则控制声光报警模块(6)工作。
4.根据权利要求1所述的自动避障智能除草机器人，其特征在于：所述红外传感器检测模块(401)设置于载体车(1)的四角；所述激光测距模块(402)设置于载体车(1)的四周；所述超声波避障模块(403)设置于载体车(1)的车头和车尾。
5.根据权利要求4所述的自动避障智能除草机器人，其特征在于：所述超声波避障模块(403)与载体车(1)通过舵机连接固定实现角度变化。
6.根据权利要求3所述的自动避障智能除草机器人，其特征在于：所述处理控制器(5)与除草粉碎装置(2)、视觉检测装置(3)、避障装置、声光报警模块(6)以及载体车(1)的驱动系统采用无线连接。
7.根据权利要求1所述的自动避障智能除草机器人，其特征在于：所述供电模块(7)为充电锂电池并连接有太阳能电池板。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及智能除草设备，尤其是涉及一种自动避障智能除草机器人。
背景技术
农业在我国生产发展中一直占据重要地位，但由于受到地形地势等因素的影响，农业机械自动化的程度仍有待提高，现有的除草技术依旧以人工除草和化学除草为主，人工除草耗时长，大大降低了人类劳动的效率，已逐渐被淘汰；而化学除草易留下农药残留，存在安全隐患，长期使用也会对土地造成一定的污染。
目前我国农业上使用的除草机绝大多数还需依靠人力操作，而随着自动化技术的迅速发展，目前国内外都在对智能化除草机器人开展深入研究，现有技术下的除草机器人以机器视觉判断农作物的边界，只适用于理想化环境，无法应用于具有复杂地形和情况多变的实际生活。
实用新型内容
实用新型目的：为了克服背景技术的不足，本实用新型公开了一种适应于复杂地形及多变除草环境的自动避障智能除草机器人。
技术方案：本实用新型所述的自动避障智能除草机器人，包括：
载体车；
除草粉碎装置，所述除草粉碎装置位于载体车的车底；
视觉检测装置，所述视觉检测装置位于载体车上，用于对区域内的植物类别进行识别判断；
避障装置，所述壁障装置位于载体车上，用于确定周边障碍物的位置；
处理控制器，所述处理控制器接收视觉检测装置和避障装置的数据信息，并与载体车的驱动系统以及除草粉碎装置连接；
供电模块；
其中，所述避障装置包括红外传感器检测模块、激光测距模块和超声波避障模块。
载体车通过视觉检测装置对区域内的植物类别进行识别判断，根据需要选择前进路径，在选择的前进路径行驶过程中通过避障装置对载体车周边包括静态动态的障碍物与其的距离进行实时检测，检测数据反应给处理控制器，当检测载体车与障碍物的距离小于安全距离时，则控制载体车的驱动系统进行避让。
进一步的，所述视觉检测装置包括照明、相机、图像采集卡、视觉处理器和环境监测模块，能自动对杂草和农作物进行识别判断。
进一步的，还包括声光报警模块，所述声光报警模块与处理控制器连接，当避障装置测得障碍物与载体车的距离小于预设值，处理控制器则控制声光报警模块工作。
进一步的，所述红外传感器检测模块设置于载体车的四角；所述激光测距模块设置于载体车的四周；所述超声波避障模块设置于载体车的车头和车尾。其中，所述超声波避障模块与载体车通过舵机连接固定实现角度变化。
进一步的，所述处理控制器与除草粉碎装置、视觉检测装置、避障装置、声光报警模块以及载体车的驱动系统采用无线连接。
进一步的，所述供电模块为充电锂电池并连接有太阳能电池板。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点为：首先，利用类型不同的传感器采集载体车周围环境信息，及时将障碍物信号传递给处理控制器，及时做出反应，克服了现有技术抗干扰能力差和反应迟缓等缺点，提高了除草机器人的灵敏度和工作效率；其次，增加的视觉检测装置通过图像采集和视觉处理，能够对农作物和杂草高效区分，有效降低农业成本及损耗。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
如图1所示的自动避障智能除草机器人，包括：
载体车1；
除草粉碎装置2，所述除草粉碎装置2位于载体车1的车底，实现基本的除草粉碎的操作。
视觉检测装置3，所述视觉检测装置3位于载体车1上的车前部，包括照明、相机、图像采集卡、视觉处理器和环境监测模块，视觉检测需要对采集到的图像进行识别即将被摄取目标转换成图像信号，图像分析和图像处理，这里选用CCD视觉检测系统操作界面清晰明了，只需简单设定即可自动执行测量，以此对区域内的植物进行识别判断从而对车的行程进行规划。
避障装置，所述壁障装置位于载体车1上，用于确定周边障碍物的位置，包括红外传感器检测模块401、激光测距模块402和超声波避障模块403；所述红外传感器检测模块401采用红模块外循迹传感器型号为RPR-220，是一体化反射型光电探测器，它的发射器采用砷化镓红外发光二极管，接收器采用硅平面光电三极管，反应灵敏；采用避障传感器的型号为HJ-IR2，模块主要由红外发射管、红外接收管、循迹可调电阻和电压比较器等组成。红外传感器检测模块401分别安装于载体车1的四角。超声波避障模块403采用RB URF02定向式传感器，它的可测范围较远，可达1cm到500cm，并能实现对障碍物的自动标定，得到与障碍物间距离的精确结果。所运用的测距公式为：测试距离＝高电平持续时间*340(m\/s)*0.5，控制信号输入端口，发出高电平信号来触发模块，持续时间10us以上，触发完成后，模块自动发射8个40KHz的方波，并自动检测是否有信号返回；若信号返回，则输出高电平，高电平持续的时间即为超声波发射到接收全过程，该超声波避障模块403设置于载体车1的车头和车尾，通过舵机连接固定实现角度变化。激光测距模块402由激光器、激光检测器和测量电路组成，利用相位法激光测距技术，通过调制光的波长和频率计算激光飞行时间，从而得到与障碍之间的距离，设置在载体车1的四周。
处理控制器5，所述处理控制器5接收视觉检测装置3和避障装置的数据信息，对其数据信息进行识别处理，并与载体车1的驱动系统以及除草粉碎装置2连接，对其进行控制。
供电模块7，所述供电模块7为充电锂电池并连接有太阳能电池板，有效节能。
还包括声光报警模块6，所述声光报警模块6与处理控制器5连接，当避障装置测得障碍物与载体车1的距离小于预设值，处理控制器5则控制声光报警模块6工作进行报警。
所述处理控制器5与上述除草粉碎装置2、视觉检测装置3、避障装置、声光报警模块6以及载体车1的驱动系统采用无线连接进行无线信号传输和无线控制。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920083215.2
申请日:2019-01-18
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209560367U
授权时间:20191029
主分类号:G05D 1/02
专利分类号:G05D1/02;A01D43/08;G08C17/02;H02J7/35
范畴分类:40E;31B;
申请人:南京信息工程大学
第一申请人:南京信息工程大学
申请人地址:210044 江苏省南京市江北新区宁六路219号
发明人:张静怡;苗国英;李刚
第一发明人:张静怡
当前权利人:南京信息工程大学
代理人:柏尚春
代理机构:32204
代理机构编号:南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计