(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 202210684719.6 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 华南农业大 学 地址 510642 广东省广州市天河区五山路 483号 申请人 佛山市中科农业机 器人与智慧农业 创新研究院 (72)发明人 王红军　靳仰文　胡博然　潘耀强　 胡柯炜　洪江鑫　徐秀进　王欢　 吴梓豪　邹天龙　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 专利代理师 付茵茵 (51)Int.Cl. A61D 7/00(2006.01)A61M 5/42(2006.01) G06T 7/73(2017.01) G06V 40/10(2022.01) (54)发明名称 一种基于机器视觉的甲鱼疫苗注射系统及 方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于机器视觉的甲鱼疫苗 注射系统， 包括甲鱼个体目标识别系统、 流水线 传输设备、 疫 苗注射设备、 计算机控制 系统； 甲鱼 个体目标识别系统， 用于识别指定场景下的甲鱼 个体的位姿； 流水线传输设备， 用于将已经满足 一定要求的甲鱼传输到疫苗注 射设备； 疫苗注射 设备， 用于执行疫苗注射任务； 计算机控制系统 作为连接中枢， 根据甲鱼个体位姿信息和甲鱼的 生物信息， 计算出注射点、 需要注射的疫苗量和 注射深度， 控制疫苗注射设备执行注射任务。 还 涉及一种基于机器视觉的甲鱼疫苗注 射方法。 本 发明作为甲鱼专用的流水线设备， 提高注射效 率， 提高了注射的成功率， 为中华鳖的健康养殖 提供保障， 属于甲鱼疫苗注射机 械技术领域。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115040285 A 2022.09.13 CN 115040285 A 1.一种基于机器视觉的甲鱼疫苗注射系统， 其特征在于， 包括： 甲鱼个体目标识别系 统、 流水线传输 设备、 疫苗注射设备、 计算机控制系统； 甲鱼个体目标识别系统， 用于识别甲 鱼个体的位姿； 流水线传输设备， 包括甲鱼固定平台、 传输带和电机， 用于将甲鱼传输到疫 苗注射设备； 疫苗注射设备， 包括机械臂和末端注射器， 用于执行疫苗注射任务； 计算机控 制系统作为甲鱼个体目标识别系统、 流水线传输设备和疫苗注射设备 的连接中枢， 根据甲 鱼个体目标识别系统计算得到的甲鱼个体位姿信息和甲鱼的生物信息， 计算出注射点、 需 要注射的疫苗 量和注射深度， 控制疫苗注射设备 执行注射任务。 2.按照权利要求1所述的一种基于机器视觉的甲鱼疫苗注射系统， 其特征在于： 甲鱼个 体目标识别系统包括图像采集设备和图像处理设备； 图像采集设备包括双目摄像仪， 设置 在传输带上和末端注射器上， 采集甲鱼个体的图片并传输到图像处理设备； 图像处理设备 包括图像 计算硬件 模块和图像处 理算法。 3.按照权利要求2所述的一种基于机器视觉的甲鱼疫苗注射系统， 其特征在于： 图像处 理设备根据如下公式处 理采集到的图片， 其中f为相机焦距， B为相机基线长度， 视差d＝XL‑XR,其中XL为甲鱼个体在左视图中的 横向坐标， XR为甲鱼个体在右视图中的横向坐标， Y 为甲鱼个体的纵向坐标， xc为目标在相机 坐标系下的水平坐标， yc为目标在相机 坐标下的竖直坐 标， zc为目标在相机坐标系下的深度 坐标。 4.按照权利要求2所述的一种基于机器视觉的甲鱼疫苗注射系统， 其特征在于： 流水线 传输设备中， 电机驱动传输带运行， 甲鱼腹部朝上固定在甲鱼固定平台中， 甲鱼固定平台放 置在传输带上； 传输带为直线型， 甲鱼固定平台从传输带 的前端进料， 后端出料， 一个双目 摄像仪通过安装架 架设在传输带的前 段正上方， 疫苗注射设备布置在 传输带中段的一侧。 5.按照权利要求4所述的一种基于机器视觉的甲鱼疫苗注射系统， 其特征在于： 甲鱼固 定平台包括盖板、 甲鱼固定槽、 底板； 底板为长方体形， 与甲鱼形状相应的甲鱼固定槽设置 在底板的上端面， 盖住甲鱼固定槽前半部分的盖板可拆卸式安装在底板上； 甲鱼固定槽前 半部分对应甲鱼头 部的一侧， 盖 板和底板均设有供甲鱼头 部伸出的缺口。 6.按照权利要求2所述的一种基于机器视觉的甲鱼疫苗注射系统， 其特征在于： 疫苗注 射设备中， 机械臂 为六自由度机械臂， 在获得甲鱼个体的位姿信息后， 将末端注射器送到目 标位置。 7.按照权利要求2所述的一种基于机器视觉的甲鱼疫苗注射系统， 其特征在于： 疫苗注 射设备中， 末端注射器包括针筒、 针头、 红外测距仪、 安装件； 安装件左右居中位置的下部 设 有弧形的安装槽， 针头设置在针筒的前端， 安装件设置在针筒的后端， 针筒嵌入安装槽中； 红外测距仪 设置在安装件的左右居中位置且位于安装槽的上方， 用于在接近目标点时计算 高精度的位姿数据； 双目摄像仪相对于针筒左右对称的设置在安装件上， 用于末端注射器权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115040285 A 2靠近目标点时及时修 正位姿数据。 8.一种基于机器视觉的甲鱼疫苗注射方法， 采用权利要求1至7中任一项所述的一种基 于机器视觉的甲鱼疫苗注射系统， 其特 征在于， 包括如下步骤， a.获取甲鱼位姿坐标： 通过传输带和末端注射器上的双目摄像仪获取甲鱼个体的图 片， 计算机控制系统通过计算进行三维重构计算甲鱼个 体的位姿信息； b.注射点确认： 根据步骤a所得信息， 选取甲鱼腹腔的位置， 在甲鱼腹甲板向下1～2cm 处， 根据甲鱼个 体生物特 征的具体数据， 调整注射的确 切位置信息； c.靠近注射点： 先通过粗定位， 后通过精定位实现； d.执行注射： 末端注射器到达注射点时， 计算机控制系统根据计算得出的注射深度， 控 制末端注射器执 行注射任务。 9.按照权利要求8所述的一种基于机器视觉的甲鱼疫苗注射方法， 其特征在于： 步骤b 包括如下步骤， b1.获取甲鱼位姿坐标： 计算机控制系统通过计算进行三维重构计算甲鱼个体的位姿 信息， 从而从宏观角度确定甲鱼个 体的大致 位置； b2.获取甲鱼注射点： 通过目标识别算法确定甲鱼的腹甲骨板位置， 然后确定两块腹甲 骨板的中点， 中点向尾部方向延伸一定距离即为所要注射的目标点。 10.按照权利要求8所述的一种基于机器视觉的甲鱼疫苗注射方法， 其特征在于： 步骤c 中， 粗定位指的是根据计算出的注射点坐标， 六自由度机械臂 规划最优运动轨迹， 快速靠近 至距离目标区域10～15cm内； 精定位指的是在粗定位的基础上， 根据目标甲鱼的位姿调整 末端注射器的位姿； 步骤d中， 注射时的注射深度D和注射角度α通过高精度控制电机来控 制， 末端注射器中装有高精度控制电机 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115040285 A 3