[发明专利]一种基于可移动机器人的番茄植株表型监测方法及装置

权利要求书

1.一种基于可移动机器人的番茄植株表型监测装置，其特征在于包括：

可移动机器人本体，以及搭载在可移动机器人本体上的监测模块和控制模块；所述控制模块用于根据基站发送的监测任务控制可移动机器人本体行进或停止；所述监测模块包括：

摄像机，用于拍摄异常的番茄植株图像；

距离传感器模组，用于检测可移动机器人本体与番茄植株之间的距离；

六自由度机械臂，其一端连接在可移动机器人本体上，另一端搭载有光谱成像仪，用于带动光谱成像仪进行移动；

光谱成像仪，用于获取番茄植株的高光谱图像，并传输给信号处理模块；

信号处理模块，用于对高光谱图像进行处理，判断番茄植株是否有病虫害状况、长势是否良好、以及是否授粉；

所述的信号处理模块内有训练好的病虫害识别模型、植株长势模型和花朵授粉判断模型；

其中，病虫害识别模型用于判别番茄植株是否有病虫害状况，植株长势模型用于判别番茄植株长势是否良好，花朵授粉判断模型用于识别花朵，并判断花朵是否授粉。

2.根据权利要求1所述的基于可移动机器人的番茄植株表型监测装置，其特征在于，所述的可移动机器人本体上搭载有车轮驱动电机、电池模组和信号收发模块；可移动机器人设置有若干车轮用于实现移动，车轮驱动电机用于驱动车轮滚动，电池模组用于向监测模块、信号收发模块和车轮驱动电机供电；信号收发模块通过无线通讯方式与基站通信，用于接受控制指令并上传数据；信号收发模块与监测模块通过信号线连接。

3.根据权利要求2所述的基于可移动机器人的番茄植株表型监测装置，其特征在于，所述的信号收发模块包括信号接收器和信号发送器；所述信号接收器和信号发送器通过蓝牙、wifi、4G/5G通信方式与基站无线通信。

4.根据权利要求1所述的基于可移动机器人的番茄植株表型监测装置，其特征在于，所述控制模块接收基站发送的监测任务，所述监测任务包括监测路线和监测项目，所述监测项目包括监测病虫害状况、监测长势、检测授粉中的一项或多项。

5.根据权利要求1所述的基于可移动机器人的番茄植株表型监测装置，其特征在于，所述的六自由度机械臂的尾端通过旋转装置设置在垂直升降架上，所述垂直升降架安装在移动机器人本体上；其中旋转装置的转动轴为Z轴，所述旋转装置能够带动六自由度机械臂绕Z轴转动，所述垂直升降架能够带动六自由度机械臂在高度方向上移动，所述六自由度机械臂由若干连接臂和位于连接臂上的转动关节组成，光谱成像仪位于六自由度机械臂的端部；通过六自由度机械臂、旋转装置和垂直升降架的配合运动，光谱成像仪可在三维空间中移动并改变朝向，以获取所需位置和视角的高光谱数据。

6.根据权利要求1所述的基于可移动机器人的番茄植株表型监测装置，其特征在于，所述信号处理模块预先利用经标注的番茄植株高光谱图像数据集对病虫害识别模型、植株长势模型和花朵授粉判断模型进行训练；

在监测时，根据监测任务对应的监测项目调用对应的模型；信号处理模块首先剔除无关背景图像及干扰图像，提取目标图像；然后获取番茄植株不同高度部位的特征波段及高光谱图像，输入对应的模型中进行预测，确定病虫害类型严重程度、植株长势、开花授粉状况。