[發明專利]一種觸覺感知稻株偏植量識別裝置

有效

• 申請號: 201810520714.3
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN109099866B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 陳學深;陳濤;馬旭;齊龍;陳林濤
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G01B21/32
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 付茵茵<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉及一種觸覺感知稻株偏植量識別裝置，包括上殼體、下殼體、觸覺感知系統、數據處理系統、仿型桿、電源；上殼體和下殼體密封連接，仿型桿固定在上殼體上，電源和數據處理系統安裝在下殼體內；觸覺感知系統包括前后兩組彎曲傳感器，每組中的兩個彎曲傳感器對稱安裝于下殼體左右兩側，彎曲傳感器沿著左右方向延伸；觸覺感知系統根據彎曲傳感器的形變響應規律，通過數據處理系統實現稻株的識別與定位，并在此基礎上，完成稻株偏植量的統計。本發明可以計算出相鄰稻株之間的偏植量，進而指導除草部件進行相應調控，以實現避苗機械除草作業，屬于農田作物識別領域。

技術領域

本發明涉及農田作物識別領域，特別公開了一種觸覺感知稻株偏植量識別裝置。

背景技術

在農業除草領域中，由于食品安全越來越受到大眾的重視，機械除草正成為農業可持續發展和“綠色食品”種植的一項關鍵性技術。目前機械除草研究領域的技術難點主要在于如何降低稻苗損傷率，提高農作物的栽植整齊度和農作物的識別定位技術是解決難點的重要途徑之一。國外的農作物主要生長在旱地，機械化種植穩定性好，作物偏植量小，機械除草效果比較理想。但我國的農作物有很大一部分生長在水田里，水田環境與旱地環境的差異對相同機械除草方式在除草效果上有很大影響，水田作業機具穩定性差導致機插秧行達不到理想的完全直線排列，相鄰稻株在機插秧前進方向上出現相對偏離，差異的作物株間偏植量使秧行段出現不規則的曲線排列，而機械除草作業時，水田土壤的復雜性和不確定性，無論是人工駕駛還是自動導航駕駛，在跟蹤作物行時總會產生航向偏差。人工調控存在除草部件調節相對機身運動具有一定的滯后性，尤其除草機在進行多行除草作業時，除草部件跟蹤作物行如果沒能及時調整位置，會對農作物造成相當程度的損傷。為此，有研究者針對水田環境做了基于機器視覺的機械除草研究，其原理是通過相機采集田間農作物和雜草分布的圖像數據傳輸至數據處理模塊，通過腐蝕膨脹和二值法等算法對農作物進行識別，通過圖像上識別出來的農作物排列便可以確定除草路徑實現除草機的自動行走。但水稻生長環境背景復雜、水面反光、除草期內相鄰稻穴(株)間頂部葉冠已有部分相互遮掩，且禾本科雜草與水稻形態相似，基于機器視覺的作物行識別十分困難。因此，本發明提出一種觸覺感知技術，通過多組彎曲傳感器的響應規律對農作物偏植量進行統計，以期解決水田作物行信息實時獲取的技術瓶頸。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是：提供一種通過雙排陣列式彎曲傳感器進行稻株位置觸覺感知的觸覺感知稻株偏植量識別裝置。采用該識別裝置，可以計算出相鄰稻株之間的偏植量，進而指導除草部件進行相應調控，以實現避苗機械除草作業。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種觸覺感知稻株偏植量識別裝置，包括上殼體、下殼體、觸覺感知系統、數據處理系統、仿型桿、電源；上殼體和下殼體密封連接，仿型桿固定在上殼體上，電源和數據處理系統安裝在下殼體內；觸覺感知系統包括前后兩組彎曲傳感器，每組中的兩個彎曲傳感器對稱安裝于下殼體左右兩側，彎曲傳感器沿著左右方向延伸；觸覺感知系統根據彎曲傳感器的形變響應規律，通過數據處理系統中的單片機實現稻株的識別與定位，并在此基礎上，完成稻株偏植量的統計。

彎曲傳感器的根部設有橡膠材料的圓形基座，彎曲傳感器通過圓形基座與下殼體相接。

下殼體的左右兩側均設有沿著前后方向延伸的滑槽，滑槽與下殼體的內部不連通，位于后方的一組彎曲傳感器通過調節螺母前后位置可調式的安裝在滑槽中；滑槽的后端設有供調節螺母向前塞入的缺口。

一種觸覺感知稻株偏植量識別裝置，還包括安裝在下殼體兩側的擋板；擋板位于圓形基座的正下方，擋板與圓形基座一一對應設置。

上殼體和下殼體之間通過卡扣連接，上殼體和下殼體之間設有密封圈。