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摘要:本发明提供一种基于作物信息智能检测与反馈的凹蹼足仿生机器人及其使用方法,凹蹼足仿生机器人包括支撑平台,支撑平台下方安装有智能凹蹼仿生足,支撑平台上还安装有可拆式智能施肥装置、GreenSeeker检测仪、高光谱成像仪、GreenSeeker转换控制装置、智能识别控制装置、北斗导航系统、风向传感器、风速传感器、能源供给装置、能源存储装置、笔记本电脑。本发明能够同时实现作物图像信息、光谱信息、距离信息、气候信息等多重信息的一次性实时采集、处理、决策和反馈,控制相应的反馈装置实现作物对靶的施肥或喷药,简化了传统作业机具的复杂性,提高了作物信息检测效率,推动了智慧农业和智能农机的发展。
主权项:1.一种基于作物信息智能检测与反馈的凹蹼足仿生机器人,其特征在于,包括用于实现作业信息智能采集、分析、决策和控制且安装在支撑平台15上的笔记本电脑2,支撑平台15下方安装有智能凹蹼仿生足13,智能凹蹼仿生足13通过其顶部的仿生足驱动装置1305驱动行走,仿生足驱动装置1305前部安装有超声波测距传感器12和深度相机11;支撑平台15底部横梁上左右对称安装有可拆式智能施肥装置14,支撑平台15中部横梁上安装有GreenSeeker检测仪10、补光灯16、高光谱成像仪6、GreenSeeker转换控制装置17;支撑平台15上部横梁上安装有智能识别控制装置7、北斗导航系统4、风向传感器8、风速传感器9、能源供给装置5、能源存储装置3、GreenSeeker输出控制装置1;所述可拆式智能施肥装置14包括肥箱1401,肥箱1401底部安装有三组排肥槽轮1405,排肥槽轮1405包括外部的排肥槽轮壳体14051以及内部安装的驱动槽轮14052;每个排肥槽轮1405下部的排肥口都对应安装有可调式排肥管1404,可调式排肥管1404顶部安装有排肥管调节电机14041,排肥管调节电机14041输出端安装有排肥管调节弹簧线14043,排肥管调节弹簧线14043沿着排肥管14042布置;所述肥箱1401两侧支撑板的底部外侧对称安装有驱动电机1406,驱动电机1406输出端安装有调节支撑模块1402,调节支撑模块1402前部对应安装有双目结构光3D相机1403,三者相互铰接,双目结构光3D相机1403在驱动电机1406的间接驱动下转动不同方向以实现全方位识别目标作物;四组所述智能凹蹼仿生足13分别安装在支撑平台15的四角处,智能凹蹼仿生足13包括底部的仿生凹蹼1302,仿生凹蹼1302上部安装有多个仿生趾骨1301,仿生趾骨1301为镂空结构;仿生趾骨1301铰接两组仿生跗跖骨1303,两组仿生跗跖骨1303分别铰接两组仿生胫—腓骨1304,两组仿生胫—腓骨1304分别通过齿轮结构与仿生足驱动装置1305的两组动力输出端连接;仿生足驱动装置1305的两组动力输出端的输出轴顺时针转动时,带动仿生胫—腓骨1304向后摆动,进而带动仿生跗跖骨1303向前摆动;仿生足驱动装置1305两组动力输出端的输出轴逆时针转动时,带动仿生胫—腓骨1304向前摆动,进而带动仿生跗跖骨1303向后摆动;基于作物信息智能检测与反馈的凹蹼足仿生机器人的作业方法,包括如下过程:步骤1:通电预热一段时间后,机器人通过搭载的北斗导航系统4、智能识别控制装置7、风向传感器8、风速传感器9、超声波测距传感器12、深度相机11、双目结构光3D相机1403,实时采集北斗卫星信息、图像信息、气候信息、位置信息、距离信息、作物表型信息数据,分析识别并获取农田环境和目标作物的感知信息,为机器人作业采集初始数据;步骤2:初始数据传递到笔记本电脑2进行实时分析与决策,笔记本电脑2利用内部训练好的多输入多输出深度卷积神经网络模型,将来自多个传感器或信息源的数据输入到模型中,并根据输出结果得到最佳行走路径和最优作业位姿,进而控制仿生足驱动装置1305两组动力输出端的输出轴分别顺时针、逆时针转动,实现仿生跗跖骨1303和仿生胫—腓骨1304的开合运动,驱动智能凹蹼仿生足13根据相应路线行走并按照相应位姿作业;笔记本电脑2通过多模态信息融合技术,控制机器人实现自主导航、路径规划、精准作业、障碍物避障功能;步骤3:在行走过程中,继续采集实时周围环境和目标作物的相关信息,更新多模态信息,与此同时,高光谱成像仪6和GreenSeeker检测仪10实时采集并检测包括作物生长状态、病虫害情况的农田信息,并将相应的数据传递到笔记本电脑2内部训练好的多输入多输出深度卷积神经网络模型中,进行实时处理和分析,做出最优决策,笔记本电脑2融合多模态信息,检测并识别目标作物,控制机器人移动到目标位置,调整到最佳作业位姿,为后续作业做好准备;步骤4:根据多模态信息融合的求解结果,笔记本电脑2向可拆式智能施肥装置14发送指令,控制可拆式智能施肥装置14精准对靶、定量施肥施药;同时,笔记本电脑2还将采集到的数据实时反馈给相关工作人员。
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百度查询: 南京农业大学 基于作物信息智能检测与反馈的凹蹼足仿生机器人及其使用方法
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