一种带彩色水稻虫害图像识别仪消灭稻纵卷叶螟的无人机

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一种带彩色水稻虫害图像识别仪消灭稻纵卷叶螟的无人机
申请号	CN201310527899.8	申请日	2013-10-31	公开(公告)号	CN103523225A	公开(公告)日	2014-01-22
申请人	无锡同春新能源科技有限公司;			发明人	缪同春;
摘要	本发明涉及一种带彩色水稻虫害图像识别仪消灭稻纵卷叶螟的无人机，属于农业航空植物保护新技术领域。杀灭稻纵卷叶螟的无人机的光电吊舱中的摄像机、相机将感知到的稻纵卷叶螟缀叶成苞、将绿叶吃成白叶的图像输入彩色水稻虫害图像储存系统储存，接着输入彩色水稻虫害识别仪与储存的稻纵卷叶螟虫害标准图像进行对比，识别稻纵卷叶螟的危害状况，将稻纵卷叶螟的危害信息输入计算机喷药杀虫指令信息系统；喷药杀虫指令通过喷药杀虫指令信息天线分别输入前、后压力泵，调控向杀虫生物农药液体或杀虫化学农药液体施加的压力，使杀虫生物农药液体通过机身前半部下方喷药雾器或杀虫化学农药液体通过左、右机翼下喷药液管喷向稻田杀灭稻纵卷叶螟幼虫。
权利要求	1.一种带彩色水稻虫害图像识别仪消灭稻纵卷叶螟的无人机，其特征是，杀灭稻纵卷叶螟的无人机（1）包括：机身前半部（10）、机身后半部（26）、右机翼（19）、左机翼（22）、右尾翼（32）、左尾翼（33），机身前半部（10）安装有：光电吊舱（2）、彩色水稻虫害图像储存系统（3）、彩色水稻虫害识别仪（4）、计算机喷药杀虫指令信息系统（5）、前行走架（6）、前行走轮（7）、喷药杀虫指令信息天线（8）、北斗导航天线A（9）、杀虫生物农药液体储存舱（11）、前压力泵（12）、机身前半部下方喷药雾器（13）、右行走架（14）、右行走轮（15）、左行走架（16）、左行走轮（17），机身后半部（26）安装有：后压力泵（24）、杀虫化学农药液体储存舱（25）、蓄电池（27）、导电线（28）、电动机（29）、传动轴（30）、电推进螺旋桨（31），右机翼（19）安装有：北斗导航天线B（18）、右机翼下喷药管（20），左机翼（22）安装有：北斗导航天线C（21）、左机翼下喷药管（23），在杀灭稻纵卷叶螟的无人机（1）的尾部安装有右尾翼（32）、左尾翼（33），以上各部件共同组成一种带彩色水稻虫害图像识别仪消灭稻纵卷叶螟的无人机；在机身前半部（10）内从前向后依次安装由彩色水稻虫害图像储存系统（3）、彩色水稻虫害识别仪（4）、计算机喷药杀虫指令信息系统（5）、喷药杀虫指令信息天线（8）和安装在彩色水稻虫害图像储存系统（3）下方的光电吊舱（2）组成的信息控制系统，在计算机喷药杀虫指令信息系统（5）的上方安装喷药杀虫指令信息天线（8），在计算机喷药杀虫指令信息系统（5）的后方安装杀虫生物农药液体储存舱（11），在杀虫生物农药液体储存舱（11）的内部安装前压力泵（12），在杀虫生物农药液体储存舱（11）的下方安装机身前半部下方喷药雾器（13），在机身前半部（10）靠近右机翼（19）的下方安装右行走架（14）、右行走轮（15），在机身前半部（10）靠近左机翼（22）的下方安装左行走架（16）、左行走轮（17），在机身前半部（10）的上方安装北斗导航天线A（9），在右机翼（19）的上表面上安装北斗导航天线B（18），在右机翼（19）的下表面上安装右机翼下喷药管（20），在左机翼（22）的上表面上安装北斗导航天线C（21），在左机翼（22）的下表面上安装左机翼下喷药管（23），在机身后半部（26）中安装杀虫化学农药液体储存舱（25），在杀虫化学农药液体储存舱（25）上安装有后压力泵（24）和喷药液管，在杀虫化学农药液体储存舱（25）的后方安装由蓄电池（27）、导电线（28）、电动机（29）、传动轴（30）、电推进螺旋桨（31）组成的电推进无人机动力装置；光电吊舱（2）通过信息传输线与彩色水稻虫害图像储存系统（3）连接，彩色水稻虫害图像储存系统（3）通过信息传输线与彩色水稻虫害图像识别仪（4）连接，彩色水稻虫害图像识别仪（4）通过信息传输线与计算机喷药杀虫指令信息系统（5）连接，计算机喷药杀虫指令信息系统（5）通过喷药杀虫指令信息天线（8）与杀虫生物农药液体储存舱（11）内的前压力泵（12）连接，计算机喷药杀虫指令信息系统（5）通过喷药杀虫指令信息天线（8）与杀虫化学农药液体储存舱（25）上的后压力泵（24）连接，杀虫生物农药液体储存舱（11）与前压力泵（12）和机身前半部下方喷药雾器（13）之间有内部管道连接互通，杀虫化学农药液体储存舱（25）与后压力泵（24）之间有内部管道连接互通，杀虫化学农药液体储存舱（25）通过输药液管与右机翼下喷药液管（20）和左机翼下喷药液管（23）连接互通，蓄电池（27）通过导电线（28）与电动机（29）连接，电动机（29）通过传动轴（30）与电推进螺旋桨（31）连接。 2.根据权利要求1所述的一种带彩色水稻虫害图像识别仪消灭稻纵卷叶螟的无人机，其特征是，所述的光电吊舱（2）是重量小于2.5㎏的、传感器配置为激光相机、电视摄像机的微小型光电吊舱或重量小于16㎏的、传感器配置为激光相机、电视摄像机、红外热像仪的轻型光电吊舱或重量小于43㎏的、传感器配置为高分辨率相机、高清摄像机、红外热像仪、紫外成像仪的光电吊舱。
说明书全文	一种带彩色水稻虫害图像识别仪消灭稻纵卷叶螟的无人机技术领域 [0001] 本发明涉及一种带彩色水稻虫害图像识别仪消灭稻纵卷叶螟的无人机，属于农业航空植物保护新技术领域。背景技术 [0002] 稻纵卷叶螟属鳞翅目，螟蛾科。稻纵卷叶螟幼虫缀叶营巢卷成纵苞，躲藏在纵苞内取食叶片上表皮及叶肉，仅留白色下表皮，在稻纵卷叶螟群集危害的稻田里，成片水稻的叶色由绿色变成白色，区别十分明显。稻纵卷叶螟危害水稻的各个生育期，在苗期造成叶色发白，稻苗生长不正常、甚至枯死，在分蘖期减少分蘖，在拨节期缩短水稻植株，推迟水稻生育期；在抽穗到齐穗期由于虫口密度加大，剑叶咬食严重，会影响开花结实，造成空壳率提高，千粒重减少，严重影响水稻的产量。稻纵卷叶螟是迁飞性害虫，在中国一年发生2—9代，危害水稻的时间长，发生虫害的范围广。2003年稻纵卷叶螟全国性暴发以来，每年发生面积在3亿亩次以上，已成为中国水稻产区的主要害虫之一。 [0003] 防治稻纵卷叶螟的方法有生物防治法和化学防治法。稻纵卷叶螟的生物防治主要是以虫治虫和以菌治虫，实际应用中以杀螟杆菌的应用最成功，杀螟杆菌是一种细菌性杀虫剂，杀虫的有效成分是由细菌产生的毒素和芽孢，稻纵卷叶螟幼虫取食菌药后，由于毒素的胃毒作用，很快就停止取食危害，同时芽孢萌发侵入体内繁殖，致使稻纵卷叶螟幼虫逐渐死亡。喷化学农药杀螟松或吡虫啉也能消灭稻纵卷叶螟幼虫，但是使用化学农药容易造成环境污染，推广使用生物农药杀灭稻纵卷叶螟幼虫，可以保护生态环境。 [0004] 无论是生物防治法还是化学防治法都要求将生物农药或是化学农药快速、均匀喷雾到稻纵卷叶螟危害的水稻田里，如果用人工背喷雾器在泥泞的稻田里一边艰难地向前行走，一边用力气打气喷药，不仅劳动强度大，而且喷药效果差，如果用农用双翼大飞机喷洒农药，不仅飞行成本高，而且农药浪费大，由于农用双翼大飞机的飞行速度快，治虫效果也不够理想。发明内容 [0005] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种带彩色水稻虫害图像识别仪消灭稻纵卷叶螟的无人机。 [0006] 2013年6月17日至23日全球规模最大的第50届巴黎国际航空航天展在巴黎郊区的布尔歇国际展览中心举行，来自中国等40多个国家的2215家参展商参与展览。在这届航展上，无人驾驶飞机引起各方关注，中航工业的‘翼龙’多功能无人机、欧洲六国研发的‘神经元’无人机首次展出实体机，中航工业研发负责人说：‘无人机需求非常大，这个产业刚刚起步，世界各国都想掌握最先进的技术，我们希望展现中国航空工业的实力。’中国18亿亩基本农田上的低空领域是农用无人机飞行的广阔天空，适合使用低成本、高工效的无人机进行农田作业。中国农用无人机的发展前景是光明的。 [0007] 在本发明的无人机中，除了设计有使用化学农药消灭稻纵卷叶螟的装置，同时设计有使用生物农药消灭稻纵卷叶螟的装置。用生物农药消灭稻纵卷叶螟的技术已经成熟，向稻田喷洒杀螟杆菌或青虫菌均能达到以菌治虫的目的。每亩稻田喷每克菌粉含活孢子量100亿的菌粉150—200克，兑水喷雾。杀螟杆菌对害虫有选择性，适合消灭鳞翅目的稻纵卷叶螟幼虫，使稻纵卷叶螟幼虫的虫体发黑变烂。由于使用生物农药杀灭稻纵卷叶螟幼虫可以减轻土壤和空气的环境污染，值得推广。在无人机的机身前半部内安装有专门储运、喷雾生物农药液体的杀虫生物农药液体储存舱、前压力泵和机身前半部下方喷药雾器，当光电吊舱中的摄像机、相机将感知到的稻纵卷叶螟幼虫危害的稻田的图像通过信息传输线输入彩色水稻虫害图像识别仪与已储存的稻纵卷叶螟虫害标准图像进行对比，识别稻纵卷叶螟的危害状况和危害面积，将稻纵卷叶螟的危害信息输入计算机喷药杀虫指令信息系统，从计算机喷药杀虫指令信息系统输出的喷药杀虫指令通过喷药杀虫指令信息天线调控前压力泵向杀虫生物农药液体施加的压力，使杀虫生物农药液体通过机身前半部下方喷药雾器向稻田快速、均匀喷洒杀虫生物农药液体消灭稻纵卷叶螟幼虫。从计算机喷药杀虫指令信息系统输出的喷药杀虫指令通过喷药杀虫指令信息天线调控后压力泵向杀虫化学农药液体施加的压力，使杀虫化学农药液体通过右机翼下喷药液管和左机翼下喷药液管同时向稻田快速、均匀喷雾杀虫化学农药液体，消灭稻纵卷叶螟幼虫。 [0008] 电推进无人机以蓄电池为动力，具有不向空气中排放二氧化碳和有害气体，噪声低，功率重量比大，可靠性高，便于维修，安全性好的优点。电推进农用无人机的推广应用对于保护农村的生态环境十分重要。光电吊舱内的摄像机、相机的用电，彩色水稻虫害图像储存系统、彩色水稻虫害图像识别仪、计算机喷药杀虫指令信息系统的用电均由各自携带的电池分别供电。 [0009] 为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：杀灭稻纵卷叶螟的无人机1包括：机身前半部10、机身后半部26、右机翼19、左机翼 22、右尾翼32、左尾翼33，机身前半部10安装有：光电吊舱2、彩色水稻虫害图像储存系统 3、彩色水稻虫害识别仪4、计算机喷药杀虫指令信息系统5、前行走架6、前行走轮7、喷药杀虫指令信息天线8、北斗导航天线A9、杀虫生物农药液体储存舱11、前压力泵12、机身前半部下方喷药雾器13、右行走架14、右行走轮15、左行走架16、左行走轮17，机身后半部26安装有：后压力泵24、杀虫化学农药液体储存舱25、蓄电池27、导电线28、电动机29、传动轴 30、电推进螺旋桨31，右机翼19安装有：北斗导航天线B18、右机翼下喷药管20，左机翼22安装有：北斗导航天线C21、左机翼下喷药管23，在杀灭稻纵卷叶螟的无人机1的尾部安装有右尾翼32、左尾翼33，以上各部件共同组成一种带彩色水稻虫害图像识别仪消灭稻纵卷叶螟的无人机；在机身前半部10内从前向后依次安装由彩色水稻虫害图像储存系统3、彩色水稻虫害识别仪4、计算机喷药杀虫指令信息系统5、喷药杀虫指令信息天线8和安装在彩色水稻虫害图像储存系统3下方的光电吊舱2组成的信息控制系统，在计算机喷药杀虫指令信息系统5的上方安装喷药杀虫指令信息天线8，在计算机喷药杀虫指令信息系统5的后方安装杀虫生物农药液体储存舱11，在杀虫生物农药液体储存舱11的内部安装前压力泵12，在杀虫生物农药液体储存舱11的下方安装机身前半部下方喷药雾器13，在机身前半部10靠近右机翼19的下方安装右行走架14、右行走轮15，在机身前半部10靠近左机翼22的下方安装左行走架16、左行走轮17，在机身前半部10的上方安装北斗导航天线A9，在右机翼19的上表面上安装北斗导航天线B18，在右机翼19的下表面上安装右机翼下喷药管20，在左机翼 22的上表面上安装北斗导航天线C21，在左机翼22的下表面上安装左机翼下喷药管23，在机身后半部26中安装杀虫化学农药液体储存舱25，在杀虫化学农药液体储存舱25上安装有后压力泵24和喷药液管，在杀虫化学农药液体储存舱25的后方安装由蓄电池27、导电线 28、电动机29、传动轴30、电推进螺旋桨31组成的电推进无人机动力装置；光电吊舱2通过信息传输线与彩色水稻虫害图像储存系统3连接，彩色水稻虫害图像储存系统3通过信息传输线与彩色水稻虫害图像识别仪4连接，彩色水稻虫害图像识别仪 4通过信息传输线与计算机喷药杀虫指令信息系统5连接，计算机喷药杀虫指令信息系统5通过喷药杀虫指令信息天线8与杀虫生物农药液体储存舱11内的前压力泵12连接，计算机喷药杀虫指令信息系统5通过喷药杀虫指令信息天线8与杀虫化学农药液体储存舱25上的后压力泵24连接，杀虫生物农药液体储存舱11与前压力泵12和机身前半部下方喷药雾器13之间有内部管道连接互通，杀虫化学农药液体储存舱25与后压力泵24之间有内部管道连接互通，杀虫化学农药液体储存舱25通过输药液管与右机翼下喷药液管20和左机翼下喷药液管23连接互通，蓄电池27通过导电线28与电动机29连接，电动机29通过传动轴30与电推进螺旋桨31连接。 [0010] 光电吊舱2是重量小于2.5㎏的、传感器配置为激光相机、电视摄像机的微小型光电吊舱或重量小于16㎏的、传感器配置为激光相机、电视摄像机、红外热像仪的轻型光电吊舱或重量小于43㎏的、传感器配置为高分辨率相机、高清摄像机、红外热像仪、紫外成像仪的光电吊舱。 [0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：①实现了无人机喷农药消灭稻纵卷叶螟幼虫工作中的全程信息化，对稻田中的虫情摸得准，喷出的农药打得准，节省了农药总用量。②电推进无人机节能环保，不向空气中排放二氧化碳和有害气体，不污染农村环境。③采用北斗卫星导航系统，使人们对无人机在空中的定位以及飞行方向、飞行高度、飞行速度的调控准确无误。附图说明 [0012] 图1为本发明的结构示意图。具体实施方式 [0013] 杀灭稻纵卷叶螟的无人机的光电吊舱中的摄像机、相机将感知到的稻纵卷叶螟缀叶成苞、将绿叶吃成白叶的图像输入彩色水稻虫害图像储存系统储存，接着输入彩色水稻虫害识别仪与储存的稻纵卷叶螟虫害标准图像进行对比，识别稻纵卷叶螟的危害状况，将稻纵卷叶螟的危害信息输入计算机喷药杀虫指令信息系统；喷药杀虫指令通过喷药杀虫指令信息天线分别输入前、后压力泵，调控向杀虫生物农药液体或杀虫化学农药液体施加的压力，使杀虫生物农药液体通过机身前半部下方喷药雾器或杀虫化学农药液体通过左、右机翼下喷药液管喷向稻田杀灭稻纵卷叶螟幼虫。 [0014] 下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：杀灭稻纵卷叶螟的无人机1包括：机身前半部10、机身后半部26、右机翼19、左机翼 22、右尾翼32、左尾翼33，机身前半部10安装有：光电吊舱2、彩色水稻虫害图像储存系统 3、彩色水稻虫害识别仪4、计算机喷药杀虫指令信息系统5、前行走架6、前行走轮7、喷药杀虫指令信息天线8、北斗导航天线A9、杀虫生物农药液体储存舱11、前压力泵12、机身前半部下方喷药雾器13、右行走架14、右行走轮15、左行走架16、左行走轮17，机身后半部26安装有：后压力泵24、杀虫化学农药液体储存舱25、蓄电池27、导电线28、电动机29、传动轴 30、电推进螺旋桨31，右机翼19安装有：北斗导航天线B18、右机翼下喷药管20，左机翼22安装有：北斗导航天线C21、左机翼下喷药管23，在杀灭稻纵卷叶螟的无人机1的尾部安装有右尾翼32、左尾翼33，以上各部件共同组成一种带彩色水稻虫害图像识别仪消灭稻纵卷叶螟的无人机；在机身前半部10内从前向后依次安装由彩色水稻虫害图像储存系统3、彩色水稻虫害识别仪4、计算机喷药杀虫指令信息系统5、喷药杀虫指令信息天线8和安装在彩色水稻虫害图像储存系统3下方的光电吊舱2组成的信息控制系统，在计算机喷药杀虫指令信息系统5的上方安装喷药杀虫指令信息天线8，在计算机喷药杀虫指令信息系统5的后方安装杀虫生物农药液体储存舱11，在杀虫生物农药液体储存舱11的内部安装前压力泵12，在杀虫生物农药液体储存舱11的下方安装机身前半部下方喷药雾器13，在机身前半部10靠近右机翼19的下方安装右行走架14、右行走轮15，在机身前半部10靠近左机翼22的下方安装左行走架16、左行走轮17，在机身前半部10的上方安装北斗导航天线A9，在右机翼19的上表面上安装北斗导航天线B18，在右机翼19的下表面上安装右机翼下喷药管20，在左机翼 22的上表面上安装北斗导航天线C21，在左机翼22的下表面上安装左机翼下喷药管23，在机身后半部26中安装杀虫化学农药液体储存舱25，在杀虫化学农药液体储存舱25上安装有后压力泵24和喷药液管，在杀虫化学农药液体储存舱25的后方安装由蓄电池27、导电线 28、电动机29、传动轴30、电推进螺旋桨31组成的电推进无人机动力装置；光电吊舱2通过信息传输线与彩色水稻虫害图像储存系统3连接，彩色水稻虫害图像储存系统3通过信息传输线与彩色水稻虫害图像识别仪4连接，彩色水稻虫害图像识别仪 4通过信息传输线与计算机喷药杀虫指令信息系统5连接，计算机喷药杀虫指令信息系统5通过喷药杀虫指令信息天线8与杀虫生物农药液体储存舱11内的前压力泵12连接，计算机喷药杀虫指令信息系统5通过喷药杀虫指令信息天线8与杀虫化学农药液体储存舱25上的后压力泵24连接，杀虫生物农药液体储存舱11与前压力泵12和机身前半部下方喷药雾器13之间有内部管道连接互通，杀虫化学农药液体储存舱25与后压力泵24之间有内部管道连接互通，杀虫化学农药液体储存舱25通过输药液管与右机翼下喷药液管20和左机翼下喷药液管23连接互通，蓄电池27通过导电线28与电动机29连接，电动机29通过传动轴30与电推进螺旋桨31连接。 [0015] 光电吊舱2是重量小于2.5㎏的、传感器配置为激光相机、电视摄像机的微小型光电吊舱或重量小于16㎏的、传感器配置为激光相机、电视摄像机、红外热像仪的轻型光电吊舱或重量小于43㎏的、传感器配置为高分辨率相机、高清摄像机、红外热像仪、紫外成像仪的光电吊舱。 [0016] 电推进无人机飞临稻田上空巡查，安装在机身前半部下方的光电吊舱中的摄像机、相机中安装有彩色图像传感器，好比电推进无人机的‘眼睛’，不停的感知地面稻田中的彩色图像，并将感知获得的稻田彩色图像通过信息传输线输入彩色水稻虫害图像储存系统进行储存，接着通过信息传输线将获得的稻田彩色图像输入彩色水稻虫害识别仪，在彩色水稻虫害识别仪中，已储存有彩色的稻纵卷叶螟危害水稻的标准图像，可以与新输入的稻田彩色图像进行对比处理和色彩变化分析，稻纵卷叶螟幼虫躲藏在稻叶纵苞内取食表皮及叶肉，仅留白色下表皮，将绿色稻叶咬食成白色下表皮，水稻的白色面积越大说明田里的稻纵卷叶螟幼虫的虫口密度越大、稻纵卷叶螟幼虫的数量越多，虫害信息输入计算机喷药杀虫指令信息系统，电子计算机根据虫害信息结合防治方法形成消灭稻纵卷叶螟幼虫的防治方案，同时发出防治稻纵卷叶螟幼虫的电子信息杀虫指令，从计算机喷药杀虫指令信息系统输出的电子信息杀虫指令通过喷药杀虫指令信息天线输入前压力泵，调控施加给杀虫生物农药液体储存舱内的杀虫生物农药液体的压力，加压后的杀虫生物农药液体通过机身前半部下方喷药雾器喷向稻田，消灭咬食水稻叶片的稻纵卷叶螟幼虫。从计算机喷药杀虫指令信息系统输出的电子信息杀虫指令通过喷药杀虫指令信息天线输入后压力泵，调控施加给杀虫化学农药液体储存舱内的杀虫化学农药液体的压力，加压后的杀虫化学农药液体通过右机翼下喷药液管和左机翼下喷药液管喷向稻田，杀灭咬食水稻叶片的稻纵卷叶螟幼虫。 [0017] 现举出实施例如下：实施例一：杀灭稻纵卷叶螟的无人机中的、重量小于2.5㎏的微小型光电吊舱中的激光相机、电视摄像机将感知到的稻纵卷叶螟幼虫缀叶成苞、躲藏在纵苞内将绿色叶吃成白色叶的图像输入彩色水稻虫害图像储存系统进行储存，接着输入彩色水稻虫害识别仪与已储存的稻纵卷叶螟虫害标准图像进行对比，识别稻纵卷叶螟幼虫的危害状况，将稻纵卷叶螟幼虫危害水稻叶片的信息输入计算机喷药杀虫指令信息系统；喷药杀虫指令通过喷药杀虫指令信息天线分别输入前、后压力泵，调控向杀虫生物农药液体或杀虫化学农药液体施加的压力，使杀虫生物农药液体通过机身前半部下方喷药雾器或杀虫化学农药液体通过左、右机翼下喷药液管喷向稻田，杀灭稻纵卷叶螟幼虫。 [0018] 实施例二：杀灭稻纵卷叶螟的无人机中的、重量小于16㎏的轻型光电吊舱中的激光相机、电视摄像机、红外热像仪将感知到的稻纵卷叶螟幼虫缀叶成苞、躲藏在纵苞内将绿色叶吃成白色叶的图像输入彩色水稻虫害图像储存系统进行储存，接着输入彩色水稻虫害识别仪与已储存的稻纵卷叶螟虫害标准图像进行对比，识别稻纵卷叶螟幼虫的危害状况，将稻纵卷叶螟幼虫危害水稻叶片的信息输入计算机喷药杀虫指令信息系统；喷药杀虫指令通过喷药杀虫指令信息天线分别输入前、后压力泵，调控向杀虫生物农药液体或杀虫化学农药液体施加的压力，使杀虫生物农药液体通过机身前半部下方喷药雾器或杀虫化学农药液体通过左、右机翼下喷药液管喷向稻田，杀灭稻纵卷叶螟幼虫。