[發明專利]基于圖像處理與變種播種技術的自走式田間圖案播種機

有效

• 申請號: 202110248732.2
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113170632B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 劉彩玲;袁昊;李瑋昊;鐘添源;劉峰
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01C7/00
• 分類號: A01C7/00;A01C7/20;G06T5/00;G06T7/11;G06T7/13
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 張新利;謝建玲

1.一種基于圖像處理與變種播種技術的自走式田間圖案播種機，其特征在于，包括：上車架結構(1)、若干播種模塊(3)、中央控制模塊(4)、下車架結構(6)、車輪(7)、車體驅動模塊(8)、定位模塊和中車架結構(9)；

若干播種模塊(3)安裝于上車架結構(1)上；中央控制模塊(4)安裝于中車架結構(9)上；四個車輪(7)位于下車架結構(6)的四個角上，且每個車輪(7)都由一個車體驅動模塊(8)驅動；

播種模塊(3)包括：種箱(10)、連接件(12)、排種器(13)、舵機(14)、隔板(15)和排種輪(25)；排種器(13)安裝于種箱(10)下方，并保持水平；種箱(10)被隔板(15)分成兩個小種箱，每個小種箱用于裝不同種類的種子；排種器(13)內裝有兩個排種輪(25)，分別與兩個小種箱對應；排種器(13)的兩邊各連接一個舵機(14)，舵機(14)通過連接件(12)與上車架結構(1)連接；舵機的軸與排種器(13)中的排種輪(25)通過頂絲連接，兩個舵機(14)分別用于驅動種箱(10)的兩個小種箱中的排種輪(25)，以排出不同種類的種子，進而實現單行內變種播種；

中央控制模塊(4)包括STM32微控制器、圖像處理模塊、電源和外圍電路，中央控制模塊(4)用于控制車體驅動模塊(8)和舵機(14)，并用于與定位模塊進行通訊，以獲得播種機的位置信息，并根據播種機的位置信息對播種機進行方向控制和播種調節；

圖像處理模塊用于對圖像進行圖像分割、輪廓提取、腐蝕、去噪、二值化、填充處理，得到圖像輪廓區域的二值圖像；

定位模塊包括：四個定位基站(22)和定位標簽(24)，定位標簽(24)固定在播種機的機體上；四個定位基站(22)分布于一個矩形的四個角上，四個定位基站(22)覆蓋范圍能夠達到長為1-50m、寬為1-50m的矩形，覆蓋的面積由實際工作條件進行調節；

定位模塊工作時，以其中一個定位基站為坐標原點(0,0)并建立相對坐標系xoy，四個定位基站接上電源后持續發送信號，定位標簽(24)收到信號后，通過三角定位算法確定播種機所在的位置，并將該位置信息轉換為相對原點(0,0)的坐標值(x，y)，以此實現車輛的精準定位。

2.如權利要求1所述的基于圖像處理與變種播種技術的自走式田間圖案播種機，其特征在于，車體驅動模塊包括：連接板(16)、聯軸器(20)和驅動電機(21)；車輪(7)通過聯軸器(20)與驅動電機(21)連接，且通過螺絲與螺母固定在連接板(16)的下方，連接板(16)通過角件(5)固接在下車架結構(6)的四個拐角處；四個車輪能夠進行差速運轉，以進行車體前進方向調整和轉彎。

3.如權利要求1所述的基于圖像處理與變種播種技術的自走式田間圖案播種機，其特征在于：上車架結構(1)、下車架結構(6)和中車架結構(9)的拐角處由角件(5)連接固定；上車架結構(1)、下車架結構(6)和中車架結構(9)為鋁型材；下車架結構(6)由四根鋁型材鉸接組成。

4.如權利要求1所述的基于圖像處理與變種播種技術的自走式田間圖案播種機，其特征在于：播種機整機長1.0-1.2m，寬0.7-1.0m，高0.5-0.6m。

5.如權利要求1所述的基于圖像處理與變種播種技術的自走式田間圖案播種機，其特征在于：各播種模塊(3)之間的距離能夠根據實際行距在30-40cm范圍內進行調節。

6.如權利要求1所述的基于圖像處理與變種播種技術的自走式田間圖案播種機，其特征在于：車輪(7)的直徑為15-18cm，厚度為5-7cm。