[發(fā)明專利]油菜移栽田間作業(yè)質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910705193.3
• 申請(qǐng)日: 2019-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110319887B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張敏;蔣展;蔣蘭;吳崇友;肖體瓊;吳俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02;A01C11/02
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32335
• 代理人: 宋方園

本發(fā)明提供油菜移栽田間作業(yè)質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括移栽裝置和安裝于移栽裝置后方的仿形機(jī)構(gòu)，還包括移栽監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述移栽監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括連接在移栽裝置后擋板側(cè)面的距離傳感器、位于移栽裝置尾部橫梁上的可調(diào)節(jié)支架和固定安裝于所述可調(diào)節(jié)支架上的外箱體；所述外箱體內(nèi)設(shè)有相機(jī)、工控機(jī)以及校準(zhǔn)傳感器；所述距離傳感器用于監(jiān)測(cè)仿形機(jī)構(gòu)中連桿到擋板側(cè)面之間的水平距離；所述校準(zhǔn)傳感器用于測(cè)量工業(yè)相機(jī)距離地面的高度。本發(fā)明解決了油菜移栽作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)問(wèn)題，能夠根據(jù)機(jī)具作業(yè)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)作業(yè)自動(dòng)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種油菜移栽田間作業(yè)質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，更具體的說(shuō)是基于圖像采集處理的油菜移栽作業(yè)質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。特別適用于大田作業(yè)情況下的油菜移栽作業(yè)質(zhì)量的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，屬于農(nóng)田管理設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)冬油菜種植地主要是在長(zhǎng)江中下游平原，在冬油菜種植前主要是種植水稻，通常采用水稻-油菜或者水稻-水稻-油菜的輪作模式，由于收獲種植時(shí)間緊張，采用直播的方式將會(huì)導(dǎo)致油菜生長(zhǎng)周期不足，因此長(zhǎng)江中下游平原多采用移栽的方式進(jìn)行，油菜移栽的方式能夠縮短周轉(zhuǎn)時(shí)間，保證了合理的輪作，對(duì)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)有著重要的意義。在目前的油菜移栽機(jī)中，缺少作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)，需要人工進(jìn)行不間斷觀測(cè)，影響機(jī)具作業(yè)效率的提高，增加人力勞動(dòng)強(qiáng)度，作業(yè)質(zhì)量得不到保證。因此油菜移栽作業(yè)質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控有著重要的意義。

目前已有主要為針對(duì)水稻插秧的質(zhì)量監(jiān)測(cè)專利公開(kāi)，由于水田作業(yè)誤差小，并未考慮圖像校準(zhǔn)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。但是在田間移栽油菜過(guò)程中，油菜栽植密度大，旱地平整度差，質(zhì)量監(jiān)測(cè)過(guò)程中田地高度不平問(wèn)題對(duì)計(jì)算影響較大，實(shí)際作業(yè)過(guò)程中不能根據(jù)機(jī)具作業(yè)工況進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和統(tǒng)計(jì)，且移栽過(guò)程中田地的高低不平影響株距和栽植數(shù)目。受上述因素的影響，利用無(wú)校準(zhǔn)的圖像處理方法導(dǎo)致株距計(jì)算誤差較大，影響栽植質(zhì)量統(tǒng)計(jì)精度。

現(xiàn)階段油菜移栽的質(zhì)量監(jiān)控基本以在栽取苗前判斷秧苗有無(wú)為主，并未涉及到大田作業(yè)時(shí)的作業(yè)質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)問(wèn)題。由于實(shí)際田間作業(yè)情況差異，其他作物的栽后監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)法直接應(yīng)用于油菜移栽。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種可靠性強(qiáng)、校準(zhǔn)精確度高的油菜移栽田間作業(yè)質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：油菜移栽田間作業(yè)質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括移栽裝置和安裝于移栽裝置后方的仿形機(jī)構(gòu)，其特征在于：還包括移栽監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述移栽監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括連接在移栽裝置后擋板側(cè)面的距離傳感器、位于移栽裝置尾部橫梁上的可調(diào)節(jié)支架和固定安裝于所述可調(diào)節(jié)支架上的外箱體；所述外箱體內(nèi)設(shè)有相機(jī)、工控機(jī)以及校準(zhǔn)傳感器；所述距離傳感器用于監(jiān)測(cè)仿形機(jī)構(gòu)中連桿到擋板側(cè)面之間的水平距離；所述校準(zhǔn)傳感器用于測(cè)量工業(yè)相機(jī)距離地面的高度。

當(dāng)移栽裝置準(zhǔn)備作業(yè)時(shí)，仿形機(jī)構(gòu)控制其下落，連桿到后擋板側(cè)面之間距離減小，當(dāng)距離小于閉合節(jié)點(diǎn)值時(shí)，距離傳感器信號(hào)傳輸至工控機(jī)，工控機(jī)控制相機(jī)與校準(zhǔn)傳感器電路的閉合；當(dāng)距離大于斷開(kāi)節(jié)點(diǎn)值時(shí)，距離傳感器信號(hào)傳輸至工控機(jī)，工控機(jī)控制相機(jī)、校準(zhǔn)傳感器的電源斷開(kāi)；當(dāng)相機(jī)，校準(zhǔn)傳感器處于工作狀態(tài)時(shí)，工控機(jī)中對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行處理，不斷計(jì)算并反饋給操作者；當(dāng)計(jì)算值小于設(shè)定指標(biāo)時(shí)，可實(shí)時(shí)發(fā)出警示信號(hào)提醒操作者。

本發(fā)明還涉及一種油菜移栽田間作業(yè)質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟：

第一步、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

1.1)選擇量程為L(zhǎng)₁，刻度明顯的直尺作為標(biāo)定對(duì)象，將直尺固定于地面；

1.2)將相機(jī)固定在高度可以調(diào)節(jié)的支架上，通過(guò)支架高度的調(diào)節(jié)，帶動(dòng)校準(zhǔn)傳感器的高度變化；

1.3)從距離地面50cm高度開(kāi)始，到250cm止，每1cm拍攝一張照片，一共拍攝200張照片；

1.4)圖片進(jìn)行打印，測(cè)量圖片上固定刻度的直尺的長(zhǎng)度L_X’；