[發(fā)明專利]一種基于機器視覺的株間除草裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010029338.5
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111066386A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 權(quán)龍哲;姜偉;劉睿琪;張鴻羿;楊春杰;魏廣源;李海龍;李恒達
• 申請（專利權(quán)）人: 東北農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: A01B39/18
• 分類號: A01B39/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域，公開了一種基于機器視覺的株間除草裝置，該除草裝置由機體、滑塊導軌、開合臂及末端執(zhí)行器組成。裝置采用了三點懸掛，可以掛接于不同工作平臺，適應性強，機器視覺首先通過對苗帶進行識別從而控制裝置在導軌上運動，使裝置工作位置一直位于苗帶上方，實現(xiàn)了在不同環(huán)境下及不同車載平臺下的精準工作，其次機器視覺識別苗草后進行精準鏟除，大大提高了作業(yè)效率及質(zhì)量，工作時隨著車載平臺在田間行走，識別到雜草控制齒條電機控制開合臂下降，末端執(zhí)行器的齒刀交錯后360°旋轉(zhuǎn)，將雜草連根拔起并撕碎，除草質(zhì)量優(yōu)良，大大抑制了雜草的再生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種基于機器視覺的株間除草裝置，涉及農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域，具體應用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域多種作物的株間智能除草。

背景技術(shù)

農(nóng)田雜草是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的一個組成部分，它直接或間接影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。田間雜草同作物競爭水分和養(yǎng)分,表現(xiàn)在很多雜草根深葉茂，特別是旱區(qū)雜草根部深扎土中，對水分的吸收常大于作物，雜草侵占農(nóng)田空間,影響作物進行光合作用,并且干擾作物生長,大大降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量還間接助長了病蟲害的滋生和蔓延。根據(jù)統(tǒng)計,我國雜草危害面積龐大,單種作物的減少產(chǎn)量可達上億千克。由此可見雜草的生長嚴重危害了我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量,因此我們必須采取有效地方式對農(nóng)田雜草進行防除,以保證我國農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。為了防治雜草,國內(nèi)外已經(jīng)研制出各種方法有光化學除草法、電流除草法、機械除草法、生物除草、化學除草以及人工除草法等等。人工除草勞動強度大,耗時耗力,而且除草效率低下,己經(jīng)不適應現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。化學除草劑法除草省時省力,除草效率比較高,所以化學除草法很受廣大農(nóng)民的歡迎,成為目前的主要除草方式。但是,化學除草法多為大面積的噴灑除草劑,其中也包括沒有雜草的區(qū)域,這樣除草劑的很大一部分會噴灑到作物和土壤,不僅會造成除草劑的浪費,還會造成農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留超標、環(huán)境污染以及人員中毒等等。機械除草作業(yè)是旱作農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項關(guān)鍵性生產(chǎn)技術(shù)，是利用各種耕、翻、耙、中耕松土等措施在播種前、出苗前及各生育期等不同時期進行除草，能殺除已出土的雜草或?qū)⒉葑焉盥瘢驅(qū)⒌叵虑o翻出地面使之干死或凍死。這是我國北方旱區(qū)目前使用最為普遍的措施。因此機械除草作為一項前景光明的作業(yè)方法被迫切需要，隨著我國科技水平的高速發(fā)展，對于機械除草的要求也在不斷提高。傳統(tǒng)的機械除草限制多，株間的雜草鏟除技術(shù)不夠完善，并且除草的效果不夠理想，許多種類的雜草生命力頑強，強度不夠的機械化作業(yè)遠遠不能達到所需要求。智能除草機器人正是在農(nóng)田雜草危害嚴重,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力相對落后這樣的背景下提出的,與智能化相結(jié)合，與農(nóng)業(yè)機械化要求相符合,與精準農(nóng)業(yè)技術(shù)相一致,實現(xiàn)了農(nóng)田除草的機械化、自動化和智能化,大大降低了農(nóng)民勞動強度,減少了化學除草劑用量,保護生態(tài)環(huán)境，提高除草效率，加強除草精準程度。

本發(fā)明針對機械除草的作業(yè)質(zhì)量及效果不夠優(yōu)良的背景下，設(shè)計了一款基于機器視覺的株間除草裝置，該裝置可適用于多種農(nóng)作物的不同生長周期的除草作業(yè)。同時本發(fā)明的除草裝置模塊化，除草單元可以掛接于多種作業(yè)平臺，并且能夠適應于多種復雜的田間環(huán)境。而智能化的高速發(fā)展也隨之帶動了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的進步，智能化與農(nóng)業(yè)相結(jié)合是大勢所趨，裝置設(shè)有的攝像頭有兩個作用，一個是通過機器視覺來識別作物和雜草以達到精確除草的效果，另一個作用就是實現(xiàn)工作狀態(tài)的實時調(diào)整，可以適用于復雜的田間作業(yè)以及掛接平臺帶來的偏差及影響，旋轉(zhuǎn)360°的除草執(zhí)行器無論面對何種雜草類型都可以做到將雜草連根拔起，作業(yè)效果極佳。

發(fā)明內(nèi)容

傳統(tǒng)除草機械質(zhì)量差、傷苗率高、作業(yè)效果不佳，為了克服傳統(tǒng)除草機械存在的各種問題，本發(fā)明提供了一種基于機器視覺的株間除草裝置，該裝置適用于多種農(nóng)作物下不同生長周期的除草工作，并且伴隨著智能農(nóng)業(yè)時代的到來，農(nóng)業(yè)與智能化相結(jié)合成為了推動農(nóng)業(yè)進步的動力源，智能化的結(jié)合使農(nóng)業(yè)作業(yè)更加的高效率、高質(zhì)量、高精確。