[发明专利]一种基于视觉的火焰除草机器人系统及实现方法

权利要求书

1.一种基于视觉的火焰除草机器人系统，其特征在于：包括移动小车(4)、导航摄像头(7)、多自由度机械手(12)、杂草识别摄像头(13)、火焰除草装置(9)和控制系统(6)；

所述移动小车(4)包括车轮(1)、车轮支架(2)、车架(3)和电源模块(5)；所述导航摄像头(7)安装于车架(3)前端上方；多自由度机械手(12)安装于车轮(1)之间；杂草识别摄像头(13)固定于多自由度机械手(12)末端；火焰除草装置(9)包括可燃气体压力容器(10)、安全阀(8)、高压金属软管(11)、钢管(14)和喷火口(15)；喷火口(15)固定于多自由度机械手(12)末端，可燃气体压力容器(10)固定于车架(3)上方。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的火焰除草机器人系统，其特征在于：所述钢管(14)上设置有电子气体流量控制阀(17)和电子点火开关(16)；所述电子点火开关(16)安装在钢管(14)上靠近喷火口(15)的一端，电子气体流量控制阀(17)安装在钢管(14)上靠近高压金属软管(11)的一端。

3.根据权利要求1所述的一种基于视觉的火焰除草机器人系统，其特征在于：所述可燃气体压力容器(10)中的气体依次通过金属软管(11)、钢管(14)到达喷火口(15)；所述气体压力容器(10)设置在小车(4)上，且气体压力容器(10)设置有安全阀(8)。

4.根据权利要求1所述的一种基于视觉的火焰除草机器人系统，其特征在于：多自由度机械手(12)为串联机械手或者并联机械手。

5.根据权利要求1所述的一种基于视觉的火焰除草机器人系统，其特征在于：所述可燃气体压力容器(10)设置在移动小车(4)上。

6.根据权利要求1所述的一种基于视觉的火焰除草机器人系统，其特征在于：所述电源模块(5)用来为控制系统(6)提供电源。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种基于视觉的火焰除草机器人系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，导航摄像头(7)获取前方图片进行导航，以保证移动小车(4)沿着作物行方向行进；

步骤二，移动小车(4)行进的同时，杂草识别摄像头(13)实时获取下方作物行图片，并传递给控制系统(6)；

步骤三，控制系统(6)对步骤二)中获得的图片进行实时处理，识别出图片中作物的位置，杂草的位置、大小、分布信息；

步骤四，控制系统(6)根据杂草的分布信息，控制移动小车(4)沿作物行方向行进的速度；

步骤五，控制系统(6)根据作物与杂草的位置信息控制多自由度机械手(12)末端运动到待除杂草区域，使喷火口(15)对准待除杂草，并使喷火口(15)与待除杂草保持相对静止；同时，控制系统(6)根据杂草的大小信息，开启和调节电子气体流量控制阀(17)，以获得相应流量的可燃气体；

步骤六，控制系统(6)启动电子点火开关(16)，喷火口(15)喷出火焰烧死待除杂草，同时烧死草籽、害虫和虫卵，还对土壤进行灭菌灭虫；

步骤七，控制系统(6)关闭电子气体流量控制阀(17)，火焰熄灭；

步骤八，控制系统(6)控制多自由度机械手(12)进行下一周期的除草作业。