CN104704969B - 一种带有坏苗剔除功能的自走式移栽机及移栽方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有坏苗剔除功能的自走式移栽机及移栽方法，由高地隙自走式底盘、取苗装置、移盘装置、坏苗剔除装置、植苗装置、图像处理系统、外置动力系统、田间导航定位系统、自动驾驶系统及测控系统组成。图像处理系统通过对秧苗的图像采集，判断秧苗是否适合栽植，不适合栽植的秧苗由坏苗剔除装置剔除，并有报警信号，由伴行人员补苗。田间导航定位系统可实现作业路径的重复识别与跟踪，配合自动驾驶系统实现机组的自动行驶以及对行驶路径的调整。测控系统通过检测到来自植苗装置中变速箱中心轴的转速，实现整个机组的有序稳定的运行。本发明能准确控制作业路径及行距、株距，并能确保所植秧苗健康状况良好，可应用于穴盘苗的栽植作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种带有坏苗剔除功能的自走式移栽机，属于自动化移栽领域。
背景技术
目前，随着科技的发展，农业装备的智能化成为一种必然。传统的人工栽植，作业强度高，较为严重的浪费了劳动力。而近年来出现的移栽装备，因无法辨别幼苗好坏而造成苗情良莠不齐，严重影响了农业生产的产量。专利CN101180928公开了一种基于机器视觉的幼苗移栽系统，通过机器视觉系统采集幼苗苗情及位置，控制系统选择性的进行剔除作业，但是该系统由于没有底盘，作业范围及自由度都受到局限。专利CN203563437U和文献《蔬菜穴盘钵苗自动输送技术与机构研究》公开了一种穴盘苗移栽机，通过取苗部件、移盘部件及植苗部件，实现自动移栽工作，但是其不具有选择性取苗的功能。
为弥补以上缺点，本发明提供了一种带有坏苗剔除功能的自走式移栽机，高地隙底盘能够带动机组在田间自由作业，同时在线检测苗情能更好的保证所植苗的健康程度，减少了运输过程中造成的二次损害。作业人员通过遥控器控制机组的前进速度及方向，具有的坏苗剔除功能能够在线的对秧苗进行选择性栽植，保证了所植苗情健康状况良好，有利于产量的提升。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有坏苗剔除功能的自走式移栽机及移栽方法，以实现对待植苗的健康程度检测，剔除坏苗，从而能有选择地植苗。
为了解决以上技术问题，本发明所采用的具体方案如下：
一种带有坏苗剔除功能的自走式移栽机，由高地隙自走式底盘（1）、取苗装置（2）、移盘装置（3）、植苗装置（5）组成；取苗装置（2）固定在位于高地隙自走式底盘（1）后部的横梁上，移盘装置（3）固定在取苗装置（2）的正下方，植苗装置（5）固定在高地隙自走式底盘（1）的后部，与高地隙自走式底盘（1）内置的动力输出轴连接，
其特征在于：还包括坏苗剔除装置（4）、图像处理系统（6）、外置动力系统（7）、田间导航定位系统（8）、自动驾驶系统（9）及测控系统（10）；坏苗剔除装置（4）固定在移盘装置（3）后部的横梁上，并位于植苗装置（5）的正上方；图像处理系统（6）固定在坏苗剔除装置（4）的正上方；外置动力系统（7）固定在高地隙自走式底盘（1）的后部，为取苗装置（2）和移盘装置（3）提供动力；田间导航定位系统（8）、自动驾驶系统（9）及测控系统（10）分别固定在高地隙自走式底盘（1）上；田间导航定位系统（8）与自动驾驶系统（9）分别与测控系统（10）连接，实现对行驶路径及速度的控制；测控系统（10）与取苗装置（2）、移盘装置（3）、坏苗剔除装置（4）及图像处理系统（6）连接，实现苗情识别及剔除工作。
用于所述的一种带有坏苗剔除功能的自走式移栽机的方法，其特征在于包括以下过程：
步骤一，图像处理系统（6）采集秧苗的图像；
步骤二，图像处理系统（6）判别秧苗是否适合种植并将信号传递到坏苗剔除装置（4）中：
符合农艺中栽植要求标准的秧苗，认为是发苗，则保留秧苗并将好苗即健康苗按时序投放到植苗装置（5）中；
符合农艺中栽植要求标准的秧苗，认为是坏苗，则在植苗装置（5）还未到达植苗位置时，提前放苗，不进行定植，实现坏苗的剔除功能，同时测控系统（10）发出报警信号，提醒伴行人员及时补苗。
利用田间导航定位系统（8）通过对作业路径进行识别，确保机组的前进方向及作业范围的准确；利用自动驾驶系统（9）实现无人驾驶，并接收由伴行人员对自动驾驶系统（9）的操控，完成对机组前进速度、转弯半径与转弯时刻的控制；利用测控系统（10）通过采集来自取苗装置（2）变速箱中心轴的转速来协调整个机组的时序作业
本发明具有有益效果。1.本发明在普通移栽机基础上通过增设自动驾驶系统（9）与田间导航定位系统（8）能够准确地控制作业路径及行距、株距等重要参数，保证移栽过程按照农艺要求完成，并节约了劳动力。2.本发明通过增设坏苗剔除装置（4），能够对秧苗的苗情进行判断，剔除不适合种植的秧苗，确保所植秧苗健康状况良好。3.本发明增设的测控系统（10）通过对植苗装置（5）变速箱中心轴的转速的检测，协调整个机组的动作，保证了机组中取苗装置（2）、移盘装置（3）与植苗装置（5）在不同动力源驱动的情况下完成时序工作。
附图说明
图1为带有坏苗剔除功能的自走式移栽机结构示意图。
图中：1 高地隙自走式底盘 2取苗装置 3移盘装置 4坏苗剔除装置 5植苗装置 6图像处理系统 7外置动力系统 8田间导航定位系统 9自动驾驶系统 10测控系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步详细说明。
如图1所示，一种带有坏苗剔除功能的自走式移栽机，其由高地隙自走式底盘1、取苗装置2、移盘装置3、坏苗剔除装置4、植苗装置5、图像处理系统6、外置动力系统7、田间导航定位系统8、自动驾驶系统9及测控系统10组成。取苗装置2固定在高地隙自走式底盘1后部横梁上，移盘装置3固定在取苗装置2的正下方，植苗装置5固定高地隙自走式底盘1后部，并位于坏苗剔除装置4的正下方，通过变速箱与高地隙自走式底盘1内置的动力输出轴连接，坏苗剔除装置4固定在移盘装置3后部横梁上，图像处理系统6固定在坏苗剔除机构的正上方，外置动力系统7固定在高地隙自走式底盘1的后部，取苗装置2和移盘装置3采用外置动力系统7提供动力，田间导航定位系统8、自动驾驶系统9及测控系统10固定在高地隙自走式底盘1上。
图像处理系统6通过采集秧苗的图像，判别秧苗是否适合种植并将信号传递到坏苗剔除装置4中。如果是好苗，则保留秧苗并将好苗按时序投放到植苗装置5中；如果是坏苗，则剔除坏苗并发出报警信号，提醒伴行人员及时补苗。田间导航定位系统8可以对作业路径进行识别，确保机组的前进方向及作业范围。自动驾驶系统9能够实现无人驾驶，并接收由伴行人员手中的遥控器发出的信号，完成对机组前进速度、转弯半径与转弯时刻的控制。测控系统10通过采集来自取苗装置2变速箱中心轴的转速来协调整个机组的时序作业。
本发明的工作过程如下：高地隙自走式底盘1带动整个机组前进，并通过内置的动力输出轴为植苗装置5提供动力。田间导航定位系统8对机组的前进方向及行驶路径的识别与跟踪，并辅助伴行人员通过遥控器对自动驾驶系统9发出的信号，完成对机组的作业范围及株距、行距的控制。在机组运行的过程中，植苗装置5从移盘装置3搭载的穴盘中取出秧苗，通过该装置内步进电机驱动的纵向进给运动，带动秧苗到达坏苗剔除装置4上方并放苗，经由图像处理系统6时由图像采集系统对苗情进行判断，掉入坏苗剔除装置4中的秧苗基于图像处理系统6的判断对秧苗进行筛选：对于适合栽植的秧苗，当植苗机构到来时，坏苗剔除装置4放苗；对于不适合栽植的秧苗，在植苗机构到来之前，坏苗剔除装置4提前放苗，秧苗无法进入植苗装置5，不被定植。与此同时，发出报警信号，由伴行人员及时的进行补苗。当穴盘上一列苗取苗完成后，移盘机构内的步进电机驱动穴盘横向进给，将下一列推进至取苗位置。测控系统10通过采集来自植苗装置5变速箱中心轴的转速，实现对以下几个工作的协调控制：通过调整取苗装置2中步进电机的速度实现对取苗周期的控制；通过调整移盘装置3中步进电机的启停，实现穴盘的横向间歇运动；通过控制坏苗剔除装置4的开启时机，实现坏苗剔除装置4的剔除功能。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之内。
Claims (3)
1.一种带有坏苗剔除功能的自走式移栽机，由高地隙自走式底盘（1）、取苗装置（2）、移盘装置（3）、植苗装置（5）组成；取苗装置（2）固定在位于高地隙自走式底盘（1）后部的横梁上，移盘装置（3）固定在取苗装置（2）的正下方，植苗装置（5）固定在高地隙自走式底盘（1）的后部，与高地隙自走式底盘（1）内置的动力输出轴连接，
其特征在于：还包括坏苗剔除装置（4）、图像处理系统（6）、外置动力系统（7）、田间导航定位系统（8）、自动驾驶系统（9）及测控系统（10）；坏苗剔除装置（4）固定在移盘装置（3）后部的横梁上，并位于植苗装置（5）的正上方；图像处理系统（6）固定在坏苗剔除装置（4）的正上方；外置动力系统（7）固定在高地隙自走式底盘（1）的后部，为取苗装置（2）和移盘装置（3）提供动力；田间导航定位系统（8）、自动驾驶系统（9）及测控系统（10）分别固定在高地隙自走式底盘（1）上；田间导航定位系统（8）与自动驾驶系统（9）分别与测控系统（10）连接，实现对行驶路径及速度的控制；测控系统（10）与取苗装置（2）、移盘装置（3）、坏苗剔除装置（4）及图像处理系统（6）连接，实现苗情识别及剔除工作。
2.一种用于如权利要求1所述的带有坏苗剔除功能的自走式移栽机的移栽方法，其特征在于包括以下过程：
步骤一，图像处理系统（6）采集秧苗的图像；
步骤二，图像处理系统（6）判别秧苗是否适合种植并将信号传递到坏苗剔除装置（4）中：
符合农艺中栽植要求标准的秧苗，认为是好苗，则保留秧苗并将好苗按时序投放到植苗装置（5）中；
不符合农艺中栽植要求标准的秧苗，认为是坏苗，则在植苗装置（5）还未到达植苗位置时，提前放苗，不进行定植，实现坏苗的剔除功能，同时测控系统（10）发出报警信号，提醒伴行人员及时补苗。
3.根据权利要求2所述的移栽方法，其特征在于：利用田间导航定位系统（8）通过对作业路径进行识别，确保机组的前进方向及作业范围的准确；利用自动驾驶系统（9）实现无人驾驶，并接收由伴行人员对自动驾驶系统（9）的操控，完成对机组前进速度、转弯半径与转弯时刻的控制；利用测控系统（10）通过采集来自取苗装置（2）变速箱中心轴的转速来协调整个机组的时序作业。
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