[發(fā)明專利]用于機器視覺檢測試驗的作物模擬運動平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510062181.5
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104614004B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊松;邱威;楊井華
• 申請（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,汪慶朋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于機器視覺檢測試驗的作物模擬運動平臺，屬于農(nóng)機試驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展和作物精細化播種的客觀要求的提出，對田間農(nóng)作物幼苗或移栽幼苗進行有效識別以及對作物刈割后的殘茬進行檢測成為相關(guān)農(nóng)機裝備設(shè)計和發(fā)展的重點研究對象。如何利用機器視覺判斷幼苗位置，幼苗生長形態(tài)，葉片面積，判斷作物根茬位置，以及利用接觸式等檢測裝置檢測多年生作物刈割后田間缺苗情況，都需要在研發(fā)相關(guān)農(nóng)機裝備時能夠采取有效方便的措施對所研發(fā)裝備進行模擬試驗。

當采用機器視覺的方法進行作物根茬或幼苗的檢測時，作物根茬或幼苗所形成的待分析圖像往往以田間土壤為背景，而現(xiàn)有的試驗方法多為田間試驗或在地面人工布置模擬作物進行試驗，在田間進行試驗受到了季節(jié)、氣候和時間的影響，而人工布置模擬試驗則受到場地限制且較為繁瑣。因此需要設(shè)計放置土壤的作物模擬裝置來更方面的實現(xiàn)作物根茬和幼苗的模擬。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供用于機器視覺檢測試驗的作物模擬運動平臺，利用農(nóng)業(yè)機械在田間行走檢測作物時與地面和作物之間存在相對速度的原理，使農(nóng)業(yè)機械在試驗時靜置不動，而在本發(fā)明平臺上的作物幼苗或根茬不斷運動，從而模擬田間農(nóng)機作業(yè)時同樣的相對運動，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械中相關(guān)檢測設(shè)備的試驗活動。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本發(fā)明的用于機器視覺檢測試驗的作物模擬運動平臺，包括控制器、基座、固定在基座上與控制器輸出端相連接的電機、與電機輸出軸相連接的旋轉(zhuǎn)裝置、多個步進電機及作物夾持模擬器和安裝在作物夾持模擬器上的模擬作物；控制器的輸出端連接步進電機的輸入端，步進電機的輸出端通過轉(zhuǎn)軸與作物夾持模擬器相連接，用于實現(xiàn)作物夾持模擬器的180°轉(zhuǎn)動；旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)有環(huán)形區(qū)域，環(huán)形區(qū)域上表面即為模擬田間的地表平面，步進電機及作物夾持模擬器均勻布置在環(huán)形區(qū)域內(nèi)，每個所述作物夾持模擬器上方設(shè)有蓋板；蓋板中心設(shè)有矩形通孔，作物夾持模擬器設(shè)在矩形通孔的位置，作物夾持模擬器轉(zhuǎn)動時恰好在矩形通孔范圍內(nèi)。當作物夾持模擬器上的模擬作物轉(zhuǎn)動進入蓋板下方時，作物夾持模擬器的水平表面與蓋板的上表面在同一水平面上；地表平面噴涂有與田間土壤顏色相近的顏料，或者固定有細沙與土壤層，用于模擬田間幼苗、根茬的生長環(huán)境。

上述旋轉(zhuǎn)裝置包括與電機輸出軸相連接的空心旋轉(zhuǎn)軸、安裝在空心旋轉(zhuǎn)軸上的圓盤、斜支撐桿和水平支撐桿；矩形通孔設(shè)在圓盤上；斜支撐桿及水平支撐桿的兩端分別固定在空心旋轉(zhuǎn)軸和圓盤的圓環(huán)形凸臺內(nèi)壁上。

上述電機輸出軸通過推力軸承及聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)裝置的空心旋轉(zhuǎn)軸相連接。

上述環(huán)形區(qū)域由直徑分別為1.2米和0.8米的兩個同心圓柱壁圍成。

上述模擬作物安裝在作物夾持模擬器的夾緊端，作物夾持模擬器水平表面的顏色與蓋板上方及環(huán)形區(qū)域內(nèi)所鋪土壤顏色相近。

本發(fā)明利用相對運動的原理，模擬田間作物相對于農(nóng)機的運動，能夠方便的對正在研發(fā)或待檢測的幼苗、根茬檢測裝置進行試驗，節(jié)省了時間、人力和能源消耗，模擬田間試驗?zāi)茉谑覂?nèi)進行；能夠排除天氣等不良因素的影響，方便科研人員開展相關(guān)農(nóng)機設(shè)備的試驗研究。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的用于機器視覺檢測試驗的作物模擬運動平臺結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為圖1中旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1的俯視圖；

圖中各標號：基座1、電機2、控制器3、旋轉(zhuǎn)裝置4、空心旋轉(zhuǎn)軸4-1、斜支撐桿4-2、水平支撐桿4-3、圓盤4-4、圓環(huán)形凸臺內(nèi)壁4-5、作物夾持模擬器5、轉(zhuǎn)軸5-1、夾緊端5-2、步進電機5-3、模擬作物6、蓋板7、環(huán)形區(qū)域8、細沙與土壤層9。

具體實施方式

為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本發(fā)明。

本發(fā)明的模擬作物幼苗或根茬檢測裝置試驗的平臺，用于機器視覺檢測田間作物根茬或幼苗的設(shè)備測試或試驗。

參見圖1和圖2，其包括控制器3、基座1、固定在基座1上與控制器3輸出端相連接的電機2、與電機2輸出軸相連接的旋轉(zhuǎn)裝置4、十個步進電機5-3及作物夾持模擬器5和安裝在每個作物夾持模擬器5夾緊端5-2上的模擬作物6。