CN109410154B - 智能化滚刀式除草机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化滚刀式除草机，包括：滚刀式除草机结构，包括空气滤清器、油箱、除草高度调节杆、汽油机启动设备、机油管、启动拉绳和星形手柄；空气滤清器与油箱连接，除草高度调节杆用于调节除草操作后的草体高度，机油管与油箱并排设置，启动拉绳设置在油箱的上方，星形手柄设置在启动拉绳的上方，启动拉绳与汽油机启动设备连接；参数设定设备，分别与滚刀式除草机结构和序号提取设备连接，用于基于接收到的用户序号对滚刀式除草机结构执行相应的工作模式的设定；MMC存储卡，用于保存每一个用户序号映射的工作模式的各个工作参数。通过本发明，提高了除草机控制的智能化水准。

Description

智能化滚刀式除草机

技术领域

本发明涉及滚刀式除草机领域，尤其涉及一种智能化滚刀式除草机。

背景技术

滚刀式除草机的传动装置位于切割器上方，因而又称为上传动旋转式割草机。一台滚刀式除草机一般装有并列的1-4个立式圆柱形或圆锥形滚筒。每个滚筒下方装有铰接2-6个刀片的刀盘，相邻刀盘上刀片的回转轨迹有一定重叠量，以避免漏割。滚筒由胶带或锥齿轮传动，相邻两滚筒相对旋转，割下的牧草在一对滚筒的拨送下，向后铺放成整齐的小草条。能满足低割要求,但结构不够紧凑。

发明内容

为了解决当前滚刀式除草机的控制智能化水平无法满足用户需求的技术问题，本发明提供了一种智能化滚刀式除草机，在定制的图像处理机制的基础上，对滚刀式除草机结构的当前使用人员的用户序号进行检测，以基于检测结果执行对应的工作参数的设定；以及在具体的图像处理机制中，引入匹配处理设备以确定基准曝光度图像的过曝光度到当前图像的过曝光度的比例，并基于所述比例的数值分布范围确定对所述当前图像的对应的曝光度处理策略，以保证曝光度处理效果。

根据本发明的一方面，提供了一种智能化滚刀式除草机，所述滚刀式除草机包括：

滚刀式除草机结构，包括空气滤清器、油箱、除草高度调节杆、汽油机启动设备、机油管、启动拉绳和星形手柄。

更具体地，在所述智能化滚刀式除草机中：在所述滚刀式除草机结构中，所述空气滤清器与所述油箱连接，所述除草高度调节杆用于调节除草操作后的草体高度。

更具体地，在所述智能化滚刀式除草机中：在所述除草高度调节杆中，所述机油管与所述油箱并排设置，所述启动拉绳设置在所述油箱的上方。

更具体地，在所述智能化滚刀式除草机中：在所述除草高度调节杆中，所述星形手柄设置在所述启动拉绳的上方，所述启动拉绳与汽油机启动设备连接。

更具体地，在所述智能化滚刀式除草机中，还包括：

参数设定设备，分别与滚刀式除草机结构和序号提取设备连接，用于基于接收到的用户序号对所述滚刀式除草机结构执行相应的工作模式的设定；MMC存储卡，与所述参数设定设备连接，用于保存每一个用户序号映射的工作模式的各个工作参数；微型抓拍设备，嵌入在所述除草高度调节杆的杆体内，用于对滚刀式除草机结构后方进行即时抓拍，以获得后方抓拍图像；数值提取设备，与所述微型抓拍设备连接，用于接收所述后方抓拍图像，对所述后方抓拍图像执行基于各个组成像素点的各个Y分量值的分析，以确定所述后方抓拍图像的过曝光度，还对所述基准曝光度图像执行基于各个组成像素点的各个Y分量值的分析，以确定所述基准曝光度图像的过曝光度，所述数值提取设备还包括内置RAM存储器，用于预先存储基准曝光度图像，所述基准曝光度图像内的各个区域的曝光度都在预设曝光度范围内；匹配处理设备，与所述数值提取设备连接，用于接收所述后方抓拍图像的过曝光度和所述基准曝光度图像的过曝光度，确定所述基准曝光度图像的过曝光度到所述后方抓拍图像的过曝光度的比例，并基于所述比例的数值分布范围确定对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略；在所述匹配处理设备中，当所述比例的数值分布在0-0.25之间时，确定的对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略为多次亮度均衡化处理模式，当所述比例的数值分布在0.25-0.75之间时，确定的对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略为两次亮度均衡化处理模式，当所述比例的数值分布在0.75-1之间时，确定的对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略为单次亮度均衡化处理模式，以及当所述比例的数值大于等于1时，不对所述后方抓拍图像执行亮度均衡化处理；在所述匹配处理设备中，在确定对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略后，采用相应的曝光度处理策略对所述后方抓拍图像执行相应的曝光度处理，以获得曝光度处理图像；序号提取设备，与所述匹配处理设备连接，用于对所述曝光度处理图像中的人体脸部区域执行图像特征识别，以获得识别到的人体脸部区域对应的用户序号；其中，所述匹配处理设备、所述序号提取设备和所述数值提取设备共用同一32位数据总线。

更具体地，在所述智能化滚刀式除草机中：所述匹配处理设备还包括曝光度处理单元、曝光度接收单元和曝光度比较单元，所述曝光度处理单元、所述曝光度接收单元和所述曝光度比较单元分别采用不同型号的PAL器件来实现。

更具体地，在所述智能化滚刀式除草机中，还包括：

拼接处理设备，分别与所述匹配处理设备和所述序号提取设备连接，用于接收所述曝光度处理图像，基于所述曝光度处理图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述曝光度处理图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的同态滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得多次滤波图像，还基于所述多次滤波图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述多次滤波图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同强度的中值滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得方差处理图像，并将所述方差处理图像替换所述曝光度处理图像发送给所述序号提取设备；在所述拼接处理设备中，所述曝光度处理图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的越近，将所述曝光度处理图像平均分割成的相应块越大，以及所述多次滤波图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的越近，将所述多次滤波图像平均分割成的相应块越大；在所述拼接处理设备中，对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的同态滤波处理的次数越少，以及对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的中值滤波处理的强度越小。

更具体地，在所述智能化滚刀式除草机中：所述拼接处理设备包括图像接收单元、第一分块处理单元、第二分块处理单元和图像输出单元。

更具体地，在所述智能化滚刀式除草机中：在所述拼接处理设备中，所述图像接收单元、所述第一分块处理单元、所述第二分块处理单元和所述图像输出单元依次连接。

更具体地，在所述智能化滚刀式除草机中：在所述拼接处理设备中，所述第一分块处理单元用于基于所述曝光度处理图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述曝光度处理图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的同态滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得多次滤波图像；其中，在所述拼接处理设备中，所述第二分块处理单元用于基于所述多次滤波图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述多次滤波图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同强度的中值滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得方差处理图像。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的智能化滚刀式除草机的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的智能化滚刀式除草机的实施方案进行详细说明。

滚刀式除草机在动力输出轮上装有两副动力传输皮带，向前的一副皮带将动力传向切割系统，称为切割动力皮带，向后的一副皮带将动力传向行走系统，称为行走动力皮带。切割动力皮带，通过这个转动轮与切割系统相连。这是一个压带轮，与一个拉线开关相连，当拉线开关拉紧时，压带轮压紧传输皮带，发动机的动力传向切割系统。

拉线开关松弛时，就切断了动力向前传输。在行走动力皮带的一旁也装有一个压带轮，压带轮与一个拉线开关相连，当压带轮处于这个位置时，皮带处于松弛状态，发动机的动力不能向后传递，同样，拉紧拉线开关时，压带轮靠近并压紧动力皮带，从而将发动机的动力传到后面的转动轮上，与这个转动轮相连的是变速箱。这是变速箱，里面是几组齿轮组合，通过齿轮的不同组合方式，完成发动机转速和转动方向的调整，对于变速箱，这个转动轮是它的动力输入，变速箱内部的齿轮组合由这个变速杆操作完成，这是变速箱的动力输出轴，将动力输出到行走系统。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种智能化滚刀式除草机，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的智能化滚刀式除草机的结构示意图，所述滚刀式除草机包括：

滚刀式除草机结构，包括空气滤清器、油箱、除草高度调节杆、汽油机启动设备、机油管、启动拉绳和星形手柄。

接着，继续对本发明的智能化滚刀式除草机的具体结构进行进一步的说明。

在所述智能化滚刀式除草机中：在所述滚刀式除草机结构中，所述空气滤清器与所述油箱连接，所述除草高度调节杆用于调节除草操作后的草体高度。

在所述智能化滚刀式除草机中：在所述除草高度调节杆中，所述机油管与所述油箱并排设置，所述启动拉绳设置在所述油箱的上方。

在所述智能化滚刀式除草机中：在所述除草高度调节杆中，所述星形手柄设置在所述启动拉绳的上方，所述启动拉绳与汽油机启动设备连接。

在所述智能化滚刀式除草机中，还包括：

参数设定设备，分别与滚刀式除草机结构和序号提取设备连接，用于基于接收到的用户序号对所述滚刀式除草机结构执行相应的工作模式的设定；

MMC存储卡，与所述参数设定设备连接，用于保存每一个用户序号映射的工作模式的各个工作参数；

微型抓拍设备，嵌入在所述除草高度调节杆的杆体内，用于对滚刀式除草机结构后方进行即时抓拍，以获得后方抓拍图像；

数值提取设备，与所述微型抓拍设备连接，用于接收所述后方抓拍图像，对所述后方抓拍图像执行基于各个组成像素点的各个Y分量值的分析，以确定所述后方抓拍图像的过曝光度，还对所述基准曝光度图像执行基于各个组成像素点的各个Y分量值的分析，以确定所述基准曝光度图像的过曝光度，所述数值提取设备还包括内置RAM存储器，用于预先存储基准曝光度图像，所述基准曝光度图像内的各个区域的曝光度都在预设曝光度范围内；

匹配处理设备，与所述数值提取设备连接，用于接收所述后方抓拍图像的过曝光度和所述基准曝光度图像的过曝光度，确定所述基准曝光度图像的过曝光度到所述后方抓拍图像的过曝光度的比例，并基于所述比例的数值分布范围确定对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略；

在所述匹配处理设备中，当所述比例的数值分布在0-0.25之间时，确定的对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略为多次亮度均衡化处理模式，当所述比例的数值分布在0.25-0.75之间时，确定的对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略为两次亮度均衡化处理模式，当所述比例的数值分布在0.75-1之间时，确定的对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略为单次亮度均衡化处理模式，以及当所述比例的数值大于等于1时，不对所述后方抓拍图像执行亮度均衡化处理；

在所述匹配处理设备中，在确定对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略后，采用相应的曝光度处理策略对所述后方抓拍图像执行相应的曝光度处理，以获得曝光度处理图像；

序号提取设备，与所述匹配处理设备连接，用于对所述曝光度处理图像中的人体脸部区域执行图像特征识别，以获得识别到的人体脸部区域对应的用户序号；

其中，所述匹配处理设备、所述序号提取设备和所述数值提取设备共用同一32位数据总线。

在所述智能化滚刀式除草机中：所述匹配处理设备还包括曝光度处理单元、曝光度接收单元和曝光度比较单元，所述曝光度处理单元、所述曝光度接收单元和所述曝光度比较单元分别采用不同型号的PAL器件来实现。

在所述智能化滚刀式除草机中，还包括：

拼接处理设备，分别与所述匹配处理设备和所述序号提取设备连接，用于接收所述曝光度处理图像，基于所述曝光度处理图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述曝光度处理图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的同态滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得多次滤波图像，还基于所述多次滤波图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述多次滤波图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同强度的中值滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得方差处理图像，并将所述方差处理图像替换所述曝光度处理图像发送给所述序号提取设备；在所述拼接处理设备中，所述曝光度处理图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的越近，将所述曝光度处理图像平均分割成的相应块越大，以及所述多次滤波图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的越近，将所述多次滤波图像平均分割成的相应块越大；在所述拼接处理设备中，对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的同态滤波处理的次数越少，以及对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的中值滤波处理的强度越小。

在所述智能化滚刀式除草机中：所述拼接处理设备包括图像接收单元、第一分块处理单元、第二分块处理单元和图像输出单元。

在所述智能化滚刀式除草机中：在所述拼接处理设备中，所述图像接收单元、所述第一分块处理单元、所述第二分块处理单元和所述图像输出单元依次连接。

在所述智能化滚刀式除草机中：在所述拼接处理设备中，所述第一分块处理单元用于基于所述曝光度处理图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述曝光度处理图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的同态滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得多次滤波图像；

其中，在所述拼接处理设备中，所述第二分块处理单元用于基于所述多次滤波图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述多次滤波图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同强度的中值滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得方差处理图像。

另外，PAL器件的基本结构是把一个可编程的与阵列的输出乘积项馈送到或阵列，PAL器件所实现的逻辑表达式具有积之和的形式，因而可以描述任意布尔传递函数。

PAL器件从内部结构上来说由五种基本类型构成：(1)基本阵列结构；(2)可编程I/O结构；(3)带反馈的寄存器输出结构；(4)异或结构：(5)算术功能结构。

采用本发明的智能化滚刀式除草机，针对现有技术中滚刀式除草机的控制智能化水平无法满足用户需求的技术问题，在定制的图像处理机制的基础上，对滚刀式除草机结构的当前使用人员的用户序号进行检测，以基于检测结果执行对应的工作参数的设定；以及在具体的图像处理机制中，引入匹配处理设备以确定基准曝光度图像的过曝光度到当前图像的过曝光度的比例，并基于所述比例的数值分布范围确定对所述当前图像的对应的曝光度处理策略，以保证曝光度处理效果。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种智能化滚刀式除草机，其特征在于，包括：

滚刀式除草机结构，包括空气滤清器、油箱、除草高度调节杆、汽油机启动设备、机油管、启动拉绳和星形手柄；

在所述滚刀式除草机结构中，所述空气滤清器与所述油箱连接，所述除草高度调节杆用于调节除草操作后的草体高度；

在所述除草高度调节杆中，所述机油管与所述油箱并排设置，所述启动拉绳设置在所述油箱的上方；

在所述除草高度调节杆中，所述星形手柄设置在所述启动拉绳的上方，所述启动拉绳与汽油机启动设备连接；

参数设定设备，分别与滚刀式除草机结构和序号提取设备连接，用于基于接收到的用户序号对所述滚刀式除草机结构执行相应的工作模式的设定；

MMC存储卡，与所述参数设定设备连接，用于保存每一个用户序号映射的工作模式的各个工作参数；

微型抓拍设备，嵌入在所述除草高度调节杆的杆体内，用于对滚刀式除草机结构后方进行即时抓拍，以获得后方抓拍图像；

数值提取设备，与所述微型抓拍设备连接，用于接收所述后方抓拍图像，对所述后方抓拍图像执行基于各个组成像素点的各个Y分量值的分析，以确定所述后方抓拍图像的过曝光度，还对基准曝光度图像执行基于各个组成像素点的各个Y分量值的分析，以确定所述基准曝光度图像的过曝光度，所述数值提取设备还包括内置RAM存储器，用于预先存储基准曝光度图像，所述基准曝光度图像内的各个区域的曝光度都在预设曝光度范围内；

匹配处理设备，与所述数值提取设备连接，用于接收所述后方抓拍图像的过曝光度和所述基准曝光度图像的过曝光度，确定所述基准曝光度图像的过曝光度到所述后方抓拍图像的过曝光度的比例，并基于所述比例的数值分布范围确定对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略；

在所述匹配处理设备中，当所述比例的数值分布在0-0.25之间时，确定的对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略为多次亮度均衡化处理模式，当所述比例的数值分布在0.25-0.75之间时，确定的对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略为两次亮度均衡化处理模式，当所述比例的数值分布在0.75-1之间时，确定的对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略为单次亮度均衡化处理模式，以及当所述比例的数值大于等于1时，不对所述后方抓拍图像执行亮度均衡化处理；

在所述匹配处理设备中，在确定对所述后方抓拍图像的对应的曝光度处理策略后，采用相应的曝光度处理策略对所述后方抓拍图像执行相应的曝光度处理，以获得曝光度处理图像；

序号提取设备，与所述匹配处理设备连接，用于对所述曝光度处理图像中的人体脸部区域执行图像特征识别，以获得识别到的人体脸部区域对应的用户序号；

其中，所述匹配处理设备、所述序号提取设备和所述数值提取设备共用同一32位数据总线。

2.如权利要求1所述的智能化滚刀式除草机，其特征在于：

所述匹配处理设备还包括曝光度处理单元、曝光度接收单元和曝光度比较单元，所述曝光度处理单元、所述曝光度接收单元和所述曝光度比较单元分别采用不同型号的PAL器件来实现。

3.如权利要求2所述的智能化滚刀式除草机，其特征在于，所述滚刀式除草机还包括：

拼接处理设备，分别与所述匹配处理设备和所述序号提取设备连接，用于接收所述曝光度处理图像，基于所述曝光度处理图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述曝光度处理图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的同态滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得多次滤波图像，还基于所述多次滤波图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述多次滤波图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同强度的中值滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得方差处理图像，并将所述方差处理图像替换所述曝光度处理图像发送给所述序号提取设备；在所述拼接处理设备中，所述曝光度处理图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的越近，将所述曝光度处理图像平均分割成的相应块越大，以及所述多次滤波图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的越近，将所述多次滤波图像平均分割成的相应块越大；在所述拼接处理设备中，对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的同态滤波处理的次数越少，以及对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的中值滤波处理的强度越小。

4.如权利要求3所述的智能化滚刀式除草机，其特征在于：

所述拼接处理设备包括图像接收单元、第一分块处理单元、第二分块处理单元和图像输出单元。

5.如权利要求4所述的智能化滚刀式除草机，其特征在于：

在所述拼接处理设备中，所述图像接收单元、所述第一分块处理单元、所述第二分块处理单元和所述图像输出单元依次连接。

6.如权利要求5所述的智能化滚刀式除草机，其特征在于：

在所述拼接处理设备中，所述第一分块处理单元用于基于所述曝光度处理图像平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述曝光度处理图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的同态滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得多次滤波图像；

其中，在所述拼接处理设备中，所述第二分块处理单元用于基于所述多次滤波图像的平均亮度距离所述预设亮度范围中心值的远近将所述多次滤波图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同强度的中值滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块拼接以获得方差处理图像。

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