[發明專利]智能除草機及其刀苗距優化方法、刀苗信息優化系統

有效

• 申請號: 201510296859.6
• 申請日: 2015-06-03
• 公開（公告）號: CN104930998B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 張春龍;陳子文;李濤;李南;張賓;李偉
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01B21/16
• 分類號: G01B21/16
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨,李官

1.一種智能除草機的刀苗距優化方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、計算當前采集的視覺刀苗距與上一次采集的視覺刀苗距的差；所述視覺刀苗距是由智能除草機的視覺采集設備采集到的作物苗與鋤草刀之間的距離；

S2、獲取當前采集視覺刀苗距與上一次采集視覺刀苗距之間的時間段內的鋤草刀前進的位移；

S3、根據所述視覺刀苗距的差以及所述鋤草刀前進的位移確定鋤草刀當前的可信前進位移；

S4、根據鋤草刀當前的所述可信前進位移以及上一次優化得到的鋤草刀的優化刀苗距得到鋤草刀當前的所述優化到苗距；所述步驟S3中可信前進位移利用如下步驟計算：

S31、計算相對偏差

其中，e_r為所述相對偏差，ΔL_C為所述鋤草刀前進的位移，ΔL_S為所述當前采集的視覺刀苗距與上一次采集的視覺刀苗距的差；

S32、計算鋤草刀當前的所述可信前進位移

其中，ΔL為鋤草刀當前的所述可信前進位移，a為預定偏差閥值。

2.根據權利要求1所述的智能除草機的刀苗距優化方法，其特征在于，所述步驟S4中，鋤草刀當前的所述優化到苗距利用如下公式計算：

L＝L′-ΔL

其中，L為鋤草刀當前的所述優化刀苗距，L′為上一次優化得到的 鋤草刀的優化刀苗距，ΔL為鋤草刀當前的所述可信前進位移。

3.一種利用權利要求1或2所述的方法進行刀苗距優化的智能除草機的刀苗信息優化系統，其特征在于，所述刀苗信息優化系統包括視覺采集設備、位移傳感器以及優化單元；

所述視覺采集設備用于采集鋤草刀的視覺刀苗距，并傳遞給所述優化單元；

所述位移傳感器用于采集所述鋤草刀前進的位移，并傳遞給所述優化單元；

所述優化單元用于計算當前采集的視覺刀苗距與上一次采集的視覺刀苗距的差；獲取當前采集視覺刀苗距與上一次采集視覺刀苗距之間的時間段內的鋤草刀前進的位移；并根據所述視覺刀苗距的差以及所述鋤草刀前進的位移確定鋤草刀當前的可信前進位移；根據鋤草刀當前的所述可信前進位移以及上一次優化得到的鋤草刀的優化刀苗距得到鋤草刀當前的所述優化到苗距。

4.根據權利要求3所述的刀苗信息優化系統，其特征在于，所述優化單元包括通信模塊、優化計算單元以及測量位移單元；

所述視覺采集設備通過所述通信模塊將其采集的所述視覺刀苗距傳遞給所述優化計算單元；

所述測量位移單元與所述位移傳感器連接，用于接收所述位移傳感器上傳的信號，經過處理得到當前采集視覺刀苗距與上一次采集視覺刀苗距之間的時間段內的鋤草刀前進的位移并傳遞給所述優化計算單元；

所述優化計算單元利用接收的所述視覺刀苗距計算當前采集的視覺刀苗距與上一次采集的視覺刀苗距的差，計算所述視覺刀苗距的差與當前所述鋤草刀前進的位移的相對偏差，利用所述相對偏差確定鋤草刀當前的可信前進位移，并利用鋤草刀當前的所述可信前進位移以及上一次優化得到的鋤草刀的優化刀苗距得到鋤草刀當前的所述優化到苗距。

5.根據權利要求4所述的刀苗信息優化系統，其特征在于，所述相對偏差利用如下公式計算：

其中，e_r為所述相對偏差，ΔL_C為所述鋤草刀前進的位移，ΔL_S為所述當前采集的視覺刀苗距與上一次采集的視覺刀苗距的差。

6.根據權利要求4所述的刀苗信息優化系統，其特征在于，所述可信前進位移利用如下公式計算：

其中，ΔL為所述可信前進位移，a為預定偏差閥值。

7.根據權利要求3至6任一項所述的刀苗信息優化系統，其特征在于，鋤草刀當前的所述優化到苗距利用如下公式計算：

L＝L′-ΔL

其中，L為鋤草刀當前的所述優化刀苗距，L′為上一次優化得到的鋤草刀的優化刀苗距，ΔL為鋤草刀當前的所述可信前進位移。

8.根據權利要求3至6任一項所述的刀苗信息優化系統，其特征在于，所述位移傳感器包括編碼器和測速輪。

9.一種智能除草機，其特征在于，包括權利要求3-8任一項所述的刀苗信息優化系統。