一种用于除草图像识别的无人机的制作方法

[0001]
本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种用于除草图像识别的无人机。


背景技术：

[0002]
杂草是影响农产品质量和产量的重要因素，以往都是通过人工喷洒除草剂进行除草，随着无人机技术的发展，为了提高除草效率，人们开始使用无人机远程操作进行除草剂的喷洒，无人机在进行除草剂的喷洒时往往是大面积的喷洒，既提高了除草成本，也容易对环境造成破坏，随着图像识别技术的发展，人们已经开始将图像识别技术应用到除草工作中，通过无人机对杂草图像进行采集识别从而实现定点喷洒，然而在草坪中，杂草和绿化草或其他人工栽培植物的生长通常挨在一起，在喷洒除草剂时难以避免会对绿化草或其他人工栽培植物造成影响。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于提供一种用于除草图像识别的无人机，以解决现有技术中所存在的上述问题。
[0004]
一种用于除草图像识别的无人机，包括多旋翼无人机，所述多旋翼无人机包括机体，所述机体侧面设有多条机臂，所述机臂上设置有螺旋桨和用于驱动螺旋桨的电机，机体底部设有起落架，其特征在于，所述机体顶部设置有凹槽，所述凹槽内设置有水箱，机体底部设置有云台，云台上安装有图像采集装置，所述机臂的底部设置有中空的第一支臂，所述第一支臂的一端与机臂的底部铰连接，另一端与机臂底部的起升机构相连接，第一支臂内设有软管，所述软管通过电磁阀与水箱相连通，第一支臂底部设置有喷头，所述喷头与软管相连通，相邻的第一支臂侧面均通过第一遮挡部件相连接。
[0005]
进一步的，所述机体上还设置有飞控、通讯模块、定位模块、主控单片机、蓄电池，所述通讯模块分别与飞控、主控单片机电连接，所述定位模块与飞控电连接，所述蓄电池分别与飞控、主控单片机、电机电连接，所述云台、图像采集装置、电磁阀分别与主控单片机电连接。
[0006]
进一步的，所述起升机构包括正反转电机、与正反转电机输出轴固定连接的卷筒，所述正反转电机、卷筒均设置于机臂底部的凹槽内，卷筒上缠绕有绳索，所述绳索的一端与第一支臂的一端相连接。
[0007]
进一步的，所述第一支臂的侧面设置有电动导轨，所述电动导轨的动子与第二支臂的侧面固定连接，所述第二支臂内部中空并设有软管，所述软管与电磁阀相连通，第二支臂底部设有喷头，所述喷头与软管相连通。
[0008]
进一步的，相邻的第二支臂侧面均通过第二遮挡部件相连接。
[0009]
进一步的，所述第一遮挡部件、第二遮挡部件为防水布。
[0010]
进一步，所述第一遮挡部件、第二遮挡部件朝上的一面设置有柔性光伏板，所述柔性光伏板与蓄电池电连接。
[0011]
进一步的，所述水箱内设置有液位传感器，所述液位传感器与主控单片机电连接。
[0012]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0013]
本实用新型所提供的一种用于除草图像识别的无人机，通过机体底部的图像采集装置采集地面图像，从而识别杂草位置，机体顶部的水箱用于存储除草剂，在进行除草时，电磁阀开启使水箱内的除草剂流经软管通过第一支臂底部的喷头进行喷洒，所述起升机构用于调整第一支臂与机臂之间的角度，从而调整喷头的喷洒角度，以实现不同范围的喷洒，在喷洒除草剂时第一遮挡部件能够起到遮挡作用，进一步控制除草剂的喷洒范围，从而实现无人化、精细化除草。
附图说明
[0014]
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]
图1是本实用新型一实施例提供的用于除草图像识别的无人机整体结构示意图a。
[0016]
图2是本实用新型一实施例提供的用于除草图像识别的无人机整体结构示意图b。
[0017]
图3是本实用新型一实施例提供的用于除草图像识别的无人机电路原理示意图。
[0018]
图4是本实用新型另一实施例提供的用于除草图像识别的无人机整体结构示意图。
[0019]
图5是本实用新型另一实施例提供的第二支臂剖面结构示意图。
[0020]
图6是本实用新型另一实施例提供的第二支臂侧面结构示意图。
[0021]
图中，1是机体，11是起落架，12是云台，13是图像采集装置，14是水箱，15是电磁阀，16是飞控，17是通讯模块，18是定位模块，19是主控单片机，110是蓄电池，2是机臂，21是螺旋桨，22是电机，23是正反转电机，24是卷筒，25是绳索，3是第一支臂，31是软管，32是喷头，33是第一遮挡部件，34是电动导轨，4是第二支臂，41是第二遮挡部件，5是柔性光伏板。
具体实施方式
[0022]
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0023]
实施例一
[0024]
参照图1、图2，本实用新型提供一种用于除草图像识别的无人机，所述无人机包括多旋翼无人机，所述多旋翼无人机包括机体1，所述机体1侧面设有多条机臂2，所述机臂2上设置有螺旋桨21以及用于驱动螺旋桨的电机22。机体1的底部设置有起落架11和云台12，所述云台12上安装有图像采集装置13，机体1顶部设置有凹槽，所述凹槽内设置有水箱14，水箱14的顶部设置有注水口。所述机臂2的底部设置有中空的第一支臂3，所述第一支臂3的一端与机臂2的底部铰连接，另一端与机臂2底部的起升机构相连接。第一支臂3内部设有软管31，所述软管31的一端与电磁阀15的输出端相连通，所述电磁阀15的输入端与水箱14相连通，同时第一支臂3的底部设置有若干个喷头32，所述喷头32与软管31相连通。每对相邻的第一支臂3之间均设置有第一遮挡部件33，所述第一遮挡部件33的两端分别与相邻的两条
第一支臂3的侧面相连接。
[0025]
另外，如图3所示，所述机体1上还设置有飞控16、通讯模块17、定位模块18、主控单片机19以及蓄电池110。所述通讯模块17分别与飞控16、主控单片机19电连接；所述定位模块18与飞控16电连接；所述蓄电池110分别与飞控16、主控单片机19、电机22电连接以提供电能；所述云台12、图像采集装置13、电磁阀15分别与主控单片机19电连接。
[0026]
所述起升机构用于调整第一支臂3与机臂2之间的夹角，从而调整喷头32的喷洒角度。起升机构包括正反转电机23、与正反转电机23输出轴固定连接的卷筒24。所述正反转电机23固定设置于机臂2底部的凹槽内，并与主控单片机19电连接。所述卷筒24上缠绕有绳索25，所述绳索25的一端与第一支臂3的一端相连接，正反转电机23通过驱动卷筒24顺时针或逆时针旋转，从而通过卷绕或放出绳索25提升或放下第一支臂3的一端，进而调整第一支臂3与机臂2之间的夹角。所述主控单片机19通过电机驱动器控制正反转电机23。
[0027]
上述实施例中，所述图像采集装置13可以采用摄像机；所述通讯模块17可以采用公知型号的gprs或4g或5g或wifi通讯模块；所述定位模块18可以采用公知型号的北斗或gps卫星定位模块；所述主控单片机19可以采用公知信号的stm32单片机；所述第一遮挡部件33可以采用防水布；所述绳索25可以采用钢丝绳。
[0028]
本实施例所提供的一种用于除草图像识别的无人机，在进行除草工作时，飞控16可以通过通讯模块17与上位机进行数据交互，从而接收飞手通过上位机发送的遥控指令，控制电机22驱动螺旋桨21进行飞行和移动，也可以根据预设的飞行路线飞行。当无人机飞行至需要进行除草的草坪或田地上方时，通过机体1底部的图像采集装置13采集地面图像，由主控单片机19通过通讯模块17将地面图像发送到上位机，上位机对地面图像进行识别，从而识别杂草所在区域，识别出杂草后，无人机飞至杂草上方，主控单片机19控制电磁阀15开启，水箱14内存储的除草剂通过电磁阀15流入软管31内，并从喷头32处向杂草喷洒。在喷洒过程中，若杂草范围较大，飞手可通过上位机向主控单片机19发送控制指令，通过起升机构将第一支臂3提起，使第一支臂3平行于机臂2，从而使喷头32的喷洒范围达到最大；若杂草范围较小，则可以通过控制起升机构调整第一支臂3与机臂2之间的夹角，从而控制喷头32的喷洒角度，同时连接各个第一支臂3的第一遮挡部件33能够防止喷头32喷洒的除草剂喷洒到杂草周边的其他植物。所述无人机能够实现精准除草，降低除草剂用量，具有除草效率高、除草成本低、对环境影响小的优点。
[0029]
上述实施例中，基于图像识别技术识别杂草对于本领域技术人员而言属于公知的技术手段，在此不再对其原理进行详细描述。
[0030]
实施例二
[0031]
在前述实施例的基础上，如图4、图5和图6所示，本实施例与前述实施例的区别在于：
[0032]
所述第一支臂3的侧面设置有电动导轨34，所述电动导轨34的动子与第二支臂4的侧面固定连接，使得在电动导轨34的驱动下第二支臂4能沿第一支臂3的长度方向往复移，电动导轨34与主控单片机19电连接。所述第二支臂4内部中空并设有软管31，所述软管31与电磁阀15相连通，第二支臂4的底部设有喷头32，所述喷头32与软管31相连通。同时每对相邻的第二支臂4之间均设置有第二遮挡部件41，所述第二遮挡部件41的两端分别与相邻的两条第二支臂4的侧面相连接，所述第二遮挡部件41可以采用防水布。
[0033]
另外，所述第一遮挡部件33、第二遮挡部件41朝上的一面均设置有柔性光伏板5，所述柔性光伏板5与蓄电池电连接。
[0034]
本实施例中，在无人机进行除草剂喷洒时，在电动导轨34的驱动下，第二支臂4可沿第一支臂3的长度方向移动，从而进一步扩大喷头32的喷洒范围，同时第二支臂3的侧面设有第二遮挡部件41，在喷洒范围扩大的同时，第二遮挡部件41也能随着第二支臂4移动，从而扩大遮挡范围，避免影响杂草周边植物。通过控制电动导轨34动子的移动距离，即可方便地对无人机的喷洒范围进行控制。同时，第一遮挡部件33、第二遮挡部件41上设置的柔性光伏板5可以在喷药过程中将太阳能转换为电能为蓄电池19充电，从而提高所述无人机的续航性能。
[0035]
一些实施方式中，所述水箱14内设置有液位传感器，所述液位传感器与主控单片机19电连接，所述液位传感器用于监测水箱14内存储的除草剂液位是否低于阈值，当除草剂液位低于阈值时，主控单片机19能够通过通讯模块16向上位机发送报警信号，从而提示工作人员及时补充除草剂。
[0036]
另外，所述第二遮挡部件41与第二支臂4的连接处采用弹性面料，从而使得连接处的弹性面料的面积可以随着相邻的第二支臂4之间距离的变化而相应地增大或减小。
[0037]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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