(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211026698.5 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 大连海事大学 地址 116000 辽宁省大连市甘井 子区凌水 街道凌海路1号 (72)发明人 吴迪　陈清语　黄子豪　彭涛　 赵昊飞　蔡博宇　李想　叶鑫华　 安泓郡　王怡涵　李春宇　 (74)专利代理 机构 大连至诚专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 21242 专利代理师 李永旭　丁莉丽 (51)Int.Cl. B62D 55/06(2006.01) G01N 33/24(2006.01) H04N 7/18(2006.01) (54)发明名称 一种农业 植保小车及控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种农业植保小车， 包括： 土 壤综合传感器、 垂直升降结构、 摄像头云台、 履带 车、 姿态反馈模块、 下位机和上位机； 履带车安装 垂直升降结构和摄像头云台， 土壤综合传感器安 装在垂直升降结构上； 下位机搭载在履带车上， 接收上位机发出的动作指令控制工作， 下位机能 够进行姿态调整， 能够将采集的信息反馈给上位 机处理； 上位机通过深度学习建立用于识别植物 生长情况以及是否存在病虫害的植物状态分类 检测模型， 使得上位机根据反馈的图像信息进行 判断。 克服了现有农业植保小车采用轮式底盘， 不适用于地形复杂的区域； 同时农业植保小车的 土壤传感器插入被测土壤的过程中， 若不能保证 传感器平稳插入， 容易导致传感器探针损坏的问 题。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 115285240 A 2022.11.04 CN 115285240 A 1.一种农业植保小车， 其特征在于， 包括： 土壤综合传感器(1)、 垂直升降结构(2)、 摄像 头云台(3)、 履带 车(4)、 姿态反馈模块、 下位机和上位机； 所述履带车(4)上安装垂直升降结构(2)和摄像头云台(3)， 所述土壤综合传感器(1)安 装在垂直升降结构(2)上， 其能够 在垂直升降结构(2)带动下插 入土壤； 所述下位机搭载在履带车(4)上， 能够接收上位机发出的动作指令进而控制垂直升降 结构(2)、 摄像头 云台(3)和履带车(4)工作， 所述下位机能够根据姿态反馈模块采集的运动 姿态数据进行姿态调整， 所述下位机能够将土壤综合传感器(1)采集的土壤信息和摄像头 云台(3)采集的图像信息反馈给 上位机； 所述上位机能够通过深度学习建立植物状态分类检测模型， 所述植物状态分类检测模 型用于识别植物生长情况以及是否存在病虫害， 使得上位机能够根据下位机反馈的图像信 息判断植物生长情况以及是否存在病虫害。 2.根据权利要求1所述的一种农业植保小车， 所述垂直升降结构(2)包括步进电机 (21)、 连接 板(23)、 升降台(24)、 丝杠(26)、 导杆(2 9)、 法兰石墨铜套(210)； 所述连接板(23)与升降台(24)固定连接， 其用于安装土壤综合传感器(1)， 所述升降台 (24)设有法兰石墨铜套(210)， 所述法兰石墨铜套(210)与导杆(29)滑动 连接， 所述升降台 (24)内设有丝杠螺母， 所述步进电机(21)能够带动丝杠(26)转动， 进而通过丝杠螺母带动 升降台(24)沿导杆(2 9)上下运动。 3.根据权利要求1所述的一种农业植保小车， 所述姿态反馈模块包括GPS/北斗定位模 块， IMU惯 性测量单元和超声波测距模块； 所述GPS/北斗定位模块根据卫星定位信息确定所 述履带车(4)的位置信息； 所述IMU惯性测量单元安装在小车的重心上， 能够测量小车三轴 姿态角以及加速度， 并以此解算出小车 的姿态； 所述超声波测距模块用于获取小车到前方 障碍物的距离 。 4.根据权利要求1所述的一种农业植保小车， 所述上位机包括履带车(4)搭载的边缘计 算平台和 远端的PC机， 所述边缘计算平台基于摄像头云台(3)采集的周边植物图像信息进 行图像处理、 对植物生长情况和是否存在病 虫害进行目标检测并将检测结果返回PC机， 所 述PC机负责接收边 缘计算平台处 理后的数据并且能够向下位机下发动作指令 。 5.根据权利要求1所述的一种农业植保小车， 还包括传感器模块， 所述传感器模块包括 雨滴传感器、 温湿度传感器、 气 压传感器、 亮度传感器， 所述传感器模块与下位机相连， 所述 下位机能够将所述传感器模块采集的信息滤波处 理后上传至上位机 。 6.根据权利要求1所述的一种农业植保小车， 所述履带车(4)包括两个能够驱动履带转 动的有刷电机， 以及两个能够调整摄 像头云台(3)拍摄范围的舵机 。 7.根据权利要求1所述的一种农业植保小车， 所述履带车(4)上设有载物板(41)， 所述 载物板(41)搭 载太阳能板 。 8.根据权利要求1 ‑7任一项所述的一种农业植保小车的控制方法， 其特征在于， 包含以 下步骤： S1： 下位机等待指令； S2： 下位机 接收上位机发出的目标坐标位置以及检测指令； S3： 下位机根据姿态反馈模块获取自身坐标位置； S4： 下位机根据自身坐标与获取的上位机发出的目标坐标计算出偏差角， 控制履带车权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115285240 A 2旋转相关角度； S5： 履带车直线前进， 下位机实时获取偏差角度， 如发现偏差值大于预设阈值， 则通过 控制履带车进行姿态调整； 同时摄像头云台在履带车前进 过程中执行步骤S 5.5； S5.5： 根据 上位机的植物状态分类检测模型对周边植物进行实时分类检测， 以确定当前位置的周边植 物生长情况以及是否存在病 虫害， 如有病 虫害则将其认定为异常情况， 下位机将异常情况 返回给上位机， 上位机进行异常情况警告； S6： 下位机判断是否 到达目标坐标位置， 如果到 达则进行S7， 否则继续S5； S7： 履带车停止前进， 如果收到检测指令则进入S 8， 否则返回S1； S8： 下位机控制垂直升降结构将土壤综合传感器的探针插入土壤进行检测， 并将检测 结果通过下位机传送给 上位机， 返回S1。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115285240 A 3