本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于嵌入式的噴藥機(jī)器人路徑導(dǎo)航裝置及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)機(jī)器人輔助駕駛已成為普遍關(guān)注的問題，而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)器人輔助駕駛的核心問題是對(duì)其預(yù)行駛路徑進(jìn)行檢測，即導(dǎo)航。如何實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航是農(nóng)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，視覺導(dǎo)航技術(shù)憑借其探測范圍廣、獲取信息完整等優(yōu)勢，成為目前國內(nèi)外應(yīng)用較多的機(jī)器人導(dǎo)航方式。其關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于通過圖像處理技術(shù)準(zhǔn)確可靠地提取導(dǎo)航基準(zhǔn)線。植物園道路結(jié)構(gòu)彎曲復(fù)雜，噴藥勞動(dòng)強(qiáng)度大、危害工人健康，采用視覺導(dǎo)航技術(shù)識(shí)別路徑對(duì)植物園作物實(shí)現(xiàn)噴灑農(nóng)藥自主作業(yè)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于嵌入式的噴藥機(jī)器人路徑導(dǎo)航裝置及其實(shí)現(xiàn)方法，提高噴藥機(jī)器人自動(dòng)化作業(yè)水平。

本實(shí)用新型采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種基于嵌入式的噴藥機(jī)器人路徑導(dǎo)航裝置，包括一機(jī)器人車體，所述車體上設(shè)置有一路徑導(dǎo)航裝置，所述路徑導(dǎo)航裝置包括一用以設(shè)定車體導(dǎo)航線路的ARM Cortex-A8處理單元以及與其相連的圖像采集單元、FLASH存儲(chǔ)器、DDR內(nèi)存芯片、晶振電路、電源管理模塊、外圍接口模塊；所述FLASH存儲(chǔ)器與DDR內(nèi)存芯片用以對(duì)采集的圖像信息進(jìn)行存儲(chǔ)；所述外圍接口模塊連接有USB接口、以太網(wǎng)模塊接口以及顯示控制單元；所述顯示控制單元還與一TFT-LCD顯示屏相連，用以對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；所述外圍接口模塊還連接至一MCU微控制單元，所述微控制單元與車體的驅(qū)動(dòng)電路相連，所述驅(qū)動(dòng)電路與車體的車輪、后輪軸、前輪軸以及中軸的控制電路相連，用以驅(qū)動(dòng)車體向特定路徑前進(jìn)。

進(jìn)一步地，所述中軸設(shè)置于所述車體的中軸線上，所述后輪軸與前輪軸分別設(shè)置于所述中軸的兩端，并與所述中軸垂直，所述車輪包括設(shè)置于所述前輪軸兩端的兩個(gè)前輪以及設(shè)置于所述后輪軸兩端的兩個(gè)后輪。

進(jìn)一步地，所述圖像采集單元為一攝像頭，所述攝像頭包括用以采集圖像信息的CMOS圖像傳感器，所述CMOS圖像傳感器的輸出端與一視頻轉(zhuǎn)換芯片的輸入端相連，所述視頻轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與所述ARM Cortex-A8處理單元的輸入端相連。

進(jìn)一步地，所述視頻轉(zhuǎn)換芯片為TVP5150AM1芯片。

進(jìn)一步地，所述ARM Cortex-A8處理單元與攝像頭通過USB接口電路相連。

在本實(shí)用新型中，所述攝像頭中的CMOS圖像傳感器采集的圖像信息經(jīng)視頻轉(zhuǎn)換芯片得到的圖像數(shù)據(jù)傳輸至所述ARM Cortex-A8處理單元，所述ARM Cortex-A8處理單元對(duì)路徑圖像進(jìn)行處理得到車體的導(dǎo)航線偏角和偏移量參數(shù)；通過所述外圍接口模塊將參數(shù)傳輸至所述MCU微控制單元，用以對(duì)車體的路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)向動(dòng)作，提高噴藥機(jī)器人自動(dòng)化作業(yè)水平。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中機(jī)器人車體底部的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

本實(shí)施例提供一種基于嵌入式的噴藥機(jī)器人路徑導(dǎo)航裝置，如圖1所示，包括一機(jī)器人車體，所述車體上設(shè)置有一路徑導(dǎo)航裝置，所述路徑導(dǎo)航裝置包括一用以設(shè)定車體導(dǎo)航線路的ARM Cortex-A8處理單元以及與其相連的圖像采集單元、FLASH存儲(chǔ)器、DDR內(nèi)存芯片、晶振電路、電源管理模塊、外圍接口模塊；所述FLASH存儲(chǔ)器與DDR內(nèi)存芯片用以對(duì)采集的圖像信息進(jìn)行存儲(chǔ)；所述外圍接口模塊連接有USB接口、以太網(wǎng)模塊接口以及顯示控制單元；所述顯示控制單元還與一TFT-LCD顯示屏相連，用以對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；所述外圍接口模塊還連接至一MCU微控制單元，所述微控制單元與車體的驅(qū)動(dòng)電路相連，所述驅(qū)動(dòng)電路與車體的車輪、后輪軸、前輪軸以及中軸的控制電路相連，用以驅(qū)動(dòng)車體向特定路徑前進(jìn)。

在本實(shí)施例中，所述中軸設(shè)置于所述車體的中軸線上，所述后輪軸與前輪軸分別設(shè)置于所述中軸的兩端，并與所述中軸垂直，所述車輪包括設(shè)置于所述前輪軸兩端的兩個(gè)前輪以及設(shè)置于所述后輪軸兩端的兩個(gè)后輪。如圖2所示，車體處于世界坐標(biāo)系中，在世界坐標(biāo)系中便于將圖像處理參數(shù)的像素坐標(biāo)與世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)換控制車體，其中車體見圖由車輪、后輪軸、前輪軸和中軸線組成，其中前輪的偏向角軸線與中軸上的中軸線組成的夾角為導(dǎo)航線偏角，與圖像處理得到的導(dǎo)航偏角進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋與調(diào)節(jié)。

在本實(shí)施例中，所述圖像采集單元為一攝像頭，所述攝像頭包括用以采集圖像信息的CMOS圖像傳感器，所述CMOS圖像傳感器的輸出端與一視頻轉(zhuǎn)換芯片的輸入端相連，所述視頻轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與所述ARM Cortex-A8處理單元的輸入端相連。

在本實(shí)施例中，所述視頻轉(zhuǎn)換芯片為TVP5150AM1芯片。

在本實(shí)施例中，所述ARM Cortex-A8處理單元與攝像頭通過USB接口電路相連。

在本實(shí)施例中，所述攝像頭中的CMOS圖像傳感器采集的圖像信息經(jīng)視頻轉(zhuǎn)換芯片得到的圖像數(shù)據(jù)傳輸至所述ARM Cortex-A8處理單元，即攝像頭通過CMOS圖像傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)成電信號(hào)后，再經(jīng)視頻轉(zhuǎn)換芯片TVP5150AM1將圖片的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)，最后將經(jīng)信號(hào)處理后的數(shù)據(jù)由USB接口電路將圖像數(shù)據(jù)傳輸至所述ARM Cortex-A8處理單元；所述ARM Cortex-A8處理單元對(duì)路徑圖像進(jìn)行處理得到車體的導(dǎo)航線偏角和偏移量參數(shù)；通過所述外圍接口模塊將參數(shù)傳輸至所述MCU微控制單元，用以對(duì)車體的路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)向動(dòng)作，提高噴藥機(jī)器人自動(dòng)化作業(yè)水平。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。