CN108575258A - 一种块状根农作物智能化切割方法和装置 - Google Patents

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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D33/00—Accessories for digging harvesters
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/20—Scenes; Scene-specific elements in augmented reality scenes

Abstract

本发明公布了一种智能化多处精确切割方法和装置，包括：传输装置、至少一个夹持装置、至少一个图像采集模块、计算机、实现本技术方案的计算机程序、至少一个切割执行装置、位置传感器若干、支架。本发明中的方法和装置能够自动对生姜、大蒜等不规则形状块状根农作物形状进行识别和图像处理，深度学习训练，从而获得精准的切割数量、切割位置等切割信息，切割执行装置根据切割信息自动快速切割根茎等多余物，位置精准，效率高，极大降低收获劳动强度。

Description

一种块状根农作物智能化切割方法和装置
技术领域
本发明涉及农业收种机械技术领域，特别涉及一种块状根农作物收获中的切割方法和装置。
背景技术
目前，生姜、大蒜等块状根农作物形状各异，在同一个块状作物上生长有一个或多个茎，特别是多根茎不在同一平面上，且需要进行多处切割，机械化困难。目前块状根农作物收获基本是靠人工收获。虽然收获过程的挖掘部分已能机械化作业，但由于块状根农作物形状各异根茎较多，目前收获机切割装置均不能够精确切除根茎等多余部分，后续切割工作仍然靠人工完成，劳动强度大，成本高。针对生姜、大蒜等形状复杂不规则的农作物，为了实现智能化多处精确切割作业，尝试采用人工智能技术，特别是计算机视觉技术，解决智能化多处精确切割问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有块状根农作物收获机械中存在的技术问题，提供一种功能齐全、可靠性高、适应能力强的高效的切割方法和装置。
一方面，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方法：
S1：将未经切割根茎的块状根农作物由传输装置逐一送入；
S2：夹持装置对被切割块状根农作物进行夹持固定，并在未被切割前保持与夹持装置相对位置不发生变化；
S3：位置传感器对被切割块状根农作物是否达到指定图像采集区域进行检测，进入图像采集区后，图像采集模块采集块状根农作物图像数据信息，并将图像数据传递给图像处理计算机；
S4：图像处理计算机通过数据处理，确定要切割的数量、位置和切割角度等信息，并将这些信息传递给切割执行装置；
S5：切割执行装置对块状根农作物的多处根茎等多余物进行精确切割；
S6：被切割后的块状根农作物块及其根茎等多余物由传送输出装置送至指定位置。
上述技术方案中，步骤S1中未经切割根茎的块状根农作物要经过去除泥土等杂质处理，确保泥土等杂质基本去除干净。
上述技术方案中，步骤S2中夹持装置要夹持在块状根农作物上的非切割处，且不能和切割执行装置相互干涉。
上述技术方案中，步骤3中位置传感器检测到被切割块状根农作物到达指定区域后再进行图像采集，如没有检测到则一直处于检测状态直到满足图像采集条件。
上述技术方案中，图像采集模块为能够获得清晰图像的一个或分布在不同位置的多个图像感应元器件组成。
上述技术方案中，步骤S4中图像处理计算机要对图像传采集模块的坐标系和切割执行装置坐标系转换，并根据一定的算法确定切割信息传递给切割执行装置。
另一方面，为了实现上述目的，本发明提供一种块状根农作物智能切割装置，包括：传输装置、至少一个夹持装置、至少一个图像采集模块、计算机、实现本技术方案的计算机程序、至少一个切割执行装置、位置传感器若干、支架。其中所述传输装置安装在支架上，逐一输送被切割农作物，并受被切割块状根农作物到达指定区域位置传感器的控制；其中所述夹持装置安装在传输装置上，夹持装置依据被切割块状根农作物的形状特点夹持在非切割处，数量至少一个，且不与切割执行装置相互干涉；其中所述图像采集模块安装在安装在被切割块状根农作物的一侧支架上，数量至少一个；其中所述计算机是能够存储本发明所述技术方案的计算机程序的处理器，并能够按照指定算法对图像信息进行处理，安装在支架上；其中所述切割执行装置安装在支架上；其中所述位置传感器根据需要安装在指定位置的支架上。
其中所述实现本技术方案的计算机程序包括针对被切割块状根农作物特点且经过训练的至少一种算法。
上述技术方案中，切割执行装置包括底座、机械手臂、切割刀。其中底座安装在支架上；机械手臂安装在底座上并在电机驱动下移动；切割刀安装在机械手臂上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中的方法和装置能够自动对块状根农作物形状进行识别和图像处理，深度学习训练，从而获得精准的切割数量、切割位置等切割信息，切割执行装置根据切割信息自动快速切割根茎等多余物，位置精准，效率高，极大降低收获劳动强度。
附图说明
图1是智能切割方法流程图。
图2是智能切割装置示意图。
其中：1传输装置、2夹持装置、3位置传感器、4图像采集模块、5计算机、6切割执行装置、7支架。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示
另一方面，为了实现上述目的，本发明提供一种块状根农作物智能切割装置，包括：传输装置1、至少一个夹持装置2、至少一个图像采集模块4、计算机5、实现本技术方案的计算机程序5-1、至少一个切割执行装置6、位置传感器3若干、支架7。其中所述传输装置1安装在支架7上，逐一输送被切割块状根农作物，并受被切割块状根农作物到达指定区域位置传感器3的控制；其中所述夹持装置2安装在传输装置1上，夹持装置2依据被切割块状根农作物的形状特点夹持在非切割处，数量至少一个，且不与切割执行装置6相互干涉；其中所述图像采集模块4安装在安装在被切割块状根农作物的一侧支架7上，数量至少一个；其中所述计算机5是能够存储本发明所述技术方案的计算机程序5-1的处理器，并能够按照指定算法对图像信息进行处理，安装在支架7上；其中所述切割执行装置6安装在支架7上；其中所述位置传感器3根据需要安装在指定位置的支架7上。
其中所述实现本技术方案的计算机程序5-1包括针对被切割块状根农作物特点且经过训练的至少一种算法。
上述技术方案中，切割执行装置包括底座6-1、机械手臂6-2、切割刀6-3。其中底座6-1安装在支架7上；机械手臂6-2安装在底座6-1上并在电机驱动下移动；切割刀6-3安装在机械手臂6-2上。
如图2所示
S1：将未经切割根茎的块状根农作物由传输装置1逐一送入；
S2：夹持装置2对被切割块状根农作物进行夹持固定，并在未被切割前保持与夹持装置1相对位置不发生变化；
S3：位置传感器3对被切割块状根农作物是否达到指定图像采集区域进行检测，进入图像采集去后，图像采集模块4获采集块状根农作物图像数据信息，并将图像数据传递给图像处理计算机5；
S4：图像处理计算机5通过数据处理，确定要切割的数量、位置和切割角度等信息，并将这些信息传递给切割执行装置6；
S5：切割执行装置6对块状根农作物的根茎等多余物进行精确切割；
S6：被切割后的块状根农作物及其根茎等多余物由传输装置1送至指定位置。
上述实例仅用于解释说明本发明要求保护的内容，但并不是用于限制本发明的要求保护的范围。本领域技术人员对上述实例中各组成部分进行位置改变，均属于本发明保护范围；本领域技术人员在本发明所述范围内的改进和替换，均属于本发明保护范围。

Claims (9)

1.一方面，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方法：
S1：将未经切割根茎的块状根农作物由传输装置逐一送入；
S2：夹持装置对被切割块状根农作物进行夹持固定，并在未被切割前保持与夹持装置相对位置不发生变化；
S3：位置传感器对被切割块状根农作物是否达到指定图像采集区域进行检测，进入图像采集区后，图像采集模块采集块状根农作物图像数据信息，并将图像数据传递给图像处理计算机；
S4：图像处理计算机通过数据处理，确定要切割的数量、位置和切割角度等信息，并将这些信息传递给切割执行装置；
S5：切割执行装置对块状根农作物的多处根茎等多余物进行精确切割；
S6：被切割后的块状根农作物块及其根茎等多余物由传送输出装置送至指定位置。
2.根据权利要求1，步骤S1中未经切割根茎的块状根农作物要经过去除泥土等杂质处理，确保泥土等杂质基本去除干净。
3.根据权利要求1，步骤S2中夹持装置要夹持在块状根农作物上的非切割处，且不能和切割执行装置相互干涉。
4.根据权利要求1，步骤3中位置传感器检测到被切割块状根农作物到达指定区域后再进行图像采集，如没有检测到则一直处于检测状态直到满足图像采集条件。
5.根据权利要求1，图像采集模块为能够获得清晰图像的一个或分布在不同位置的多个图像感应元器件组成。
6.根据权利要求1，步骤S4中图像处理计算机要对图像传采集模块的坐标系和切割执行装置坐标系转换，并根据一定的算法确定切割信息传递给切割执行装置。
7.另一方面，为了实现上述目的，本发明提供一种块状根农作物智能切割装置，包括：传输装置、至少一个夹持装置、至少一个图像采集模块、计算机、实现本技术方案的计算机程序、至少一个切割执行装置、位置传感器若干、支架。其中所述传输装置安装在支架上，逐一输送被切割农作物，并受被切割块状根农作物到达指定区域位置传感器的控制；其中所述夹持装置安装在传输装置上，夹持装置依据被切割块状根农作物的形状特点夹持在非切割处，数量至少一个，且不与切割执行装置相互干涉；其中所述图像采集模块安装在安装在被切割块状根农作物的一侧支架上，数量至少一个；其中所述计算机是能够存储本发明所述技术方案的计算机程序的处理器，并能够按照指定算法对图像信息进行处理，安装在支架上；其中所述切割执行装置安装在支架上；其中所述位置传感器根据需要安装在指定位置的支架上。
8.根据权利要求7，其中所述实现本技术方案的计算机程序包括针对被切割块状根农作物特点且经过训练的至少一种算法。
9.根据权利要求7，所述切割执行装置包括底座、机械手臂、切割刀。其中底座安装在支架上；机械手臂安装在底座上并在电机驱动下移动；切割刀安装在机械手臂上。
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