CN109526358A - 土壤占据比例分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种土壤占据比例分析系统，包括：执行组件，用于推行式修剪机，包括降速箱、锄草笼、挡泥板、动力连接块、汽油机、行走轮支架和行走轮，所述行走轮安装在所述行走轮支架上，并位于所述行走轮支架的下方，所述降速箱设置在所述锄草笼的上方，所述挡泥板设置在所述降速箱的上方，所述动力连接块与所述汽油机连接并设置在所述挡泥板的上方，所述汽油机安装在所述行走轮支架上；装卸控制设备，分别与比例鉴定设备和动力连接块连接，用于在接收到空转控制命令时，断开所述动力连接块与所述汽油机的连接以停止所述锄草笼的运行。通过本发明，能够在下方土壤过多时停止不必要的锄草动作。

Description

土壤占据比例分析系统

技术领域

本发明涉及锄草笼控制领域，尤其涉及一种土壤占据比例分析系统。

背景技术

锄草笼是自动割草机的重要组成部件，自动割草机具有自动行走功能，防止碰撞，范围之内防止出线，自动返回充电，具备安全检测和电池电量检测，具备一定爬坡能力，尤其是一种适合家庭庭院、公共绿地等场所进行草坪修剪维护。能自主的完成修剪草坪的工作，无须人为直接控制和操作，且功率低、噪音小、外形精巧美观，大幅度降低人工操作。

发明内容

为了解决现有技术中锄草笼的控制无视下方是否存在草体的技术问题，本发明提供了一种土壤占据比例分析系统，基于锄草笼下方锄草区域内的土壤占据的面积比例确定是否有必要启动锄草处理，以减少锄草设备的功率输出；以及在针对性的图像处理中，引入色彩丰满基准图像与色彩指数提升后图像进行色彩丰满度比较，并只针对左上角区域的色彩丰满度进行比较，以有效节省运算资源，进一步降低设备功耗。

根据本发明的一方面，提供了一种土壤占据比例分析系统，所述系统包括：

执行组件，用于推行式修剪机，包括降速箱、锄草笼、挡泥板、动力连接块、汽油机、行走轮支架和行走轮，所述行走轮安装在所述行走轮支架上，并位于所述行走轮支架的下方，所述降速箱设置在所述锄草笼的上方，所述挡泥板设置在所述降速箱的上方，所述动力连接块与所述汽油机连接并设置在所述挡泥板的上方，所述汽油机安装在所述行走轮支架上；装卸控制设备，分别与比例鉴定设备和动力连接块连接，用于在接收到空转控制命令时，断开所述动力连接块与所述汽油机的连接以停止所述锄草笼的运行；所述装卸控制设备还用于在接收到装载控制命令时，恢复所述动力连接块与所述汽油机的连接以启动所述锄草笼的运行；现场抓拍设备，设置在挡泥板上，用于对所述挡泥板的下方场景进行图像数据抓拍处理，以获得现场抓拍图像；指数调节设备，与所述现场抓拍设备连接，用于接收所述现场抓拍图像，对所述现场抓拍图像执行色彩指数提升处理，以获得并输出相应的指数调节图像；SDRAM存储设备，用于预先存储色彩丰满基准图像，所述色彩丰满基准图像内的各个区域的色彩丰满度都超限；区域比较设备，分别与所述指数调节设备和所述SDRAM存储设备连接，用于将所述指数调节图像中的左上角区域的色彩丰满度与所述色彩丰满基准图像的左上角区域的色彩丰满度进行比较，当所述指数调节图像中的左上角区域的色彩丰满度超过所述色彩丰满基准图像的左上角区域的色彩丰满度时，发出色彩丰满度合标信号，当所述指数调节图像中的左上角区域的色彩丰满度未超过所述色彩丰满基准图像的左上角区域的色彩丰满度时，发出色彩丰满度不合标信号；再次调节设备，与所述区域比较设备连接，用于在接收到所述色彩丰满度不合标信号时，对所述指数调节图像执行色彩指数提升处理，以获得再次调节图像，还用于在接收到色彩丰满度合标信号时，直接将所述指数调节图像作为再次调节图像输出；范围调整设备，与所述再次调节设备连接，用于接收所述再次调节图像，对所述再次调节图像执行动态范围提升动作，以获得进行动态范围提升动作后的图像并作为范围提升图像；参数分析设备，与所述范围调整设备连接，用于将所述范围提升图像中亮度值在土壤亮度分布范围内的像素点作为土壤像素点，并将所述范围提升图像中的土壤像素点的总数作为代表性数量输出；比例鉴定设备，与所述参数分析设备连接，用于在所述代表性数量占据所述范围提升图像像素点总数的比例超过限量时，发出空转控制命令，否则，发出装载控制命令；其中，所述区域比较设备包括丰满度接收子设备、丰满度比较子设备和信号输出设备，所述丰满度比较子设备分别与所述丰满度接收子设备和所述信号输出设备连接。

更具体地，在所述土壤占据比例分析系统中：所述范围调整设备由数字处理芯片来实现，所述数字处理芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有硬件乘法器，采用流水线操作，提供各种数字处理控制指令以分别实现各种数字信号处理算法。

更具体地，在所述土壤占据比例分析系统中，还包括：

空域滤波设备、曲线分析设备、曲线调整设备和内容辨识设备，设置在所述现场抓拍设备和所述指数调节设备之间。

更具体地，在所述土壤占据比例分析系统中：所述空域滤波设备与所述现场抓拍设备连接，用于接收所述现场抓拍图像，对所述现场抓拍图像执行空域滤波，以获得并输出相应的空域滤波图像。

更具体地，在所述土壤占据比例分析系统中：所述曲线分析设备与所述空域滤波设备连接，用于分析所述空域滤波图像中各个曲线分别对应的各个畸变等级，并在存在畸变等级超限的曲线时，发出第一模式切换信号。

更具体地，在所述土壤占据比例分析系统中：所述曲线调整设备与所述曲线分析设备连接，用于在接收到所述第一模式切换信号时，对所述空域滤波图像中的各个曲线进行畸变调整，以获得相应的畸变调整图像。

更具体地，在所述土壤占据比例分析系统中：所述内容辨识设备分别与所述指数调节设备和所述曲线调整设备连接，用于接收所述畸变调整图像，对所述畸变调整图像中预设大小的各个图像碎片分别进行内容复杂度识别，以获得各个图像碎片分别对应的各个内容复杂度，对所述各个内容复杂度进行数值比较，以将数值最大的多个内容复杂度分别对应的图像碎片作为多个有效图像碎片，并将所述多个有效图像碎片替换所述现场抓拍图像发送给所述指数调节设备；所述内容辨识设备对所述畸变调整图像中预设大小的各个图像碎片分别进行内容复杂度识别包括：基于每一个图像碎片内的各个数据之间的接近程度判断对应的内容复杂度。

更具体地，在所述土壤占据比例分析系统中：在所述内容辨识设备中，基于所述各个内容复杂度中最大数值的内容复杂度的数值确定选择的多个有效图像碎片的数量。

更具体地，在所述土壤占据比例分析系统中：基于所述各个内容复杂度中最大数值的内容复杂度的数值确定选择的多个有效图像碎片的数量包括：所述各个内容复杂度中最大数值的内容复杂度的数值越大，选择的多个有效图像碎片的数量越多；其中，在每一个图像碎片内，各个数据之间的接近程度越高，对应的内容复杂度越低。

更具体地，在所述土壤占据比例分析系统中：在所述曲线分析设备中，在不存在任何畸变等级超限的曲线时，发出第二模式切换信号；其中，在所述曲线调整设备中，当接收到所述第二模式切换信号时，停止对所述空域滤波图像中的各个曲线进行畸变调整，将所述空域滤波图像作为畸变调整图像。

具体实施方式

下面将对本发明的土壤占据比例分析系统的实施方案进行详细说明。

割草笼所在的自动割草机是高度智能化的全自动割草机，能够替代人工修剪草坪，他也可以根据需要进行遥控操作。智能割草机的先进性，在于他自动避障、自动避雨、自动回航充电、智能行走、安全检测等功能。自动割草机的诞生，为家庭草坪的修剪提供了方便，节省了时间。

自动割草机主要功能：1、智能行走功能通过智能软件控制，实现前进、后退、左转、右转等基本运动，并根据不同的割草模式智能行走。2、防止碰撞内设缓冲感应器，遇障碍物时，缓冲后自动返回，避开障碍物。3、刀片安全控制启动割草刀片时，当人或动物提起或掀翻机器时刀片自动停止。4、智能检测草坪自动检测草的长度、稠密度、控制割草过程。5、金属导航系统控制(设置工作区域)使用金属导航线，可以控制有效割草范围。6、智能安全检测自动判别当前电流是否过载，保护内部电路。7、自动返回充电当电池电量不足时，自动返回导航工作站进行非接触式电磁感应充电。8、自动避雨当下雨时，自动返回工作站处避雨。9、遥控功能通过遥控器指令，实现定向行走、避障、开关机等功能。

为了克服现有割草机设备设计上的不足，本发明搭建了一种土壤占据比例分析系统，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的土壤占据比例分析系统包括：

执行组件，用于推行式修剪机，包括降速箱、锄草笼、挡泥板、动力连接块、汽油机、行走轮支架和行走轮，所述行走轮安装在所述行走轮支架上，并位于所述行走轮支架的下方，所述降速箱设置在所述锄草笼的上方，所述挡泥板设置在所述降速箱的上方，所述动力连接块与所述汽油机连接并设置在所述挡泥板的上方，所述汽油机安装在所述行走轮支架上；

装卸控制设备，分别与比例鉴定设备和动力连接块连接，用于在接收到空转控制命令时，断开所述动力连接块与所述汽油机的连接以停止所述锄草笼的运行；

所述装卸控制设备还用于在接收到装载控制命令时，恢复所述动力连接块与所述汽油机的连接以启动所述锄草笼的运行；

现场抓拍设备，设置在挡泥板上，用于对所述挡泥板的下方场景进行图像数据抓拍处理，以获得现场抓拍图像；

指数调节设备，与所述现场抓拍设备连接，用于接收所述现场抓拍图像，对所述现场抓拍图像执行色彩指数提升处理，以获得并输出相应的指数调节图像；

SDRAM存储设备，用于预先存储色彩丰满基准图像，所述色彩丰满基准图像内的各个区域的色彩丰满度都超限；

区域比较设备，分别与所述指数调节设备和所述SDRAM存储设备连接，用于将所述指数调节图像中的左上角区域的色彩丰满度与所述色彩丰满基准图像的左上角区域的色彩丰满度进行比较，当所述指数调节图像中的左上角区域的色彩丰满度超过所述色彩丰满基准图像的左上角区域的色彩丰满度时，发出色彩丰满度合标信号，当所述指数调节图像中的左上角区域的色彩丰满度未超过所述色彩丰满基准图像的左上角区域的色彩丰满度时，发出色彩丰满度不合标信号；

再次调节设备，与所述区域比较设备连接，用于在接收到所述色彩丰满度不合标信号时，对所述指数调节图像执行色彩指数提升处理，以获得再次调节图像，还用于在接收到色彩丰满度合标信号时，直接将所述指数调节图像作为再次调节图像输出；

范围调整设备，与所述再次调节设备连接，用于接收所述再次调节图像，对所述再次调节图像执行动态范围提升动作，以获得进行动态范围提升动作后的图像并作为范围提升图像；

参数分析设备，与所述范围调整设备连接，用于将所述范围提升图像中亮度值在土壤亮度分布范围内的像素点作为土壤像素点，并将所述范围提升图像中的土壤像素点的总数作为代表性数量输出；

比例鉴定设备，与所述参数分析设备连接，用于在所述代表性数量占据所述范围提升图像像素点总数的比例超过限量时，发出空转控制命令，否则，发出装载控制命令；

其中，所述区域比较设备包括丰满度接收子设备、丰满度比较子设备和信号输出设备，所述丰满度比较子设备分别与所述丰满度接收子设备和所述信号输出设备连接。

接着，继续对本发明的土壤占据比例分析系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述土壤占据比例分析系统中：所述范围调整设备由数字处理芯片来实现，所述数字处理芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有硬件乘法器，采用流水线操作，提供各种数字处理控制指令以分别实现各种数字信号处理算法。

在所述土壤占据比例分析系统中，还包括：

空域滤波设备、曲线分析设备、曲线调整设备和内容辨识设备，设置在所述现场抓拍设备和所述指数调节设备之间。

在所述土壤占据比例分析系统中：所述空域滤波设备与所述现场抓拍设备连接，用于接收所述现场抓拍图像，对所述现场抓拍图像执行空域滤波，以获得并输出相应的空域滤波图像。

在所述土壤占据比例分析系统中：所述曲线分析设备与所述空域滤波设备连接，用于分析所述空域滤波图像中各个曲线分别对应的各个畸变等级，并在存在畸变等级超限的曲线时，发出第一模式切换信号。

在所述土壤占据比例分析系统中：所述曲线调整设备与所述曲线分析设备连接，用于在接收到所述第一模式切换信号时，对所述空域滤波图像中的各个曲线进行畸变调整，以获得相应的畸变调整图像。

在所述土壤占据比例分析系统中：所述内容辨识设备分别与所述指数调节设备和所述曲线调整设备连接，用于接收所述畸变调整图像，对所述畸变调整图像中预设大小的各个图像碎片分别进行内容复杂度识别，以获得各个图像碎片分别对应的各个内容复杂度，对所述各个内容复杂度进行数值比较，以将数值最大的多个内容复杂度分别对应的图像碎片作为多个有效图像碎片，并将所述多个有效图像碎片替换所述现场抓拍图像发送给所述指数调节设备；所述内容辨识设备对所述畸变调整图像中预设大小的各个图像碎片分别进行内容复杂度识别包括：基于每一个图像碎片内的各个数据之间的接近程度判断对应的内容复杂度。

在所述土壤占据比例分析系统中：在所述内容辨识设备中，基于所述各个内容复杂度中最大数值的内容复杂度的数值确定选择的多个有效图像碎片的数量。

在所述土壤占据比例分析系统中：基于所述各个内容复杂度中最大数值的内容复杂度的数值确定选择的多个有效图像碎片的数量包括：所述各个内容复杂度中最大数值的内容复杂度的数值越大，选择的多个有效图像碎片的数量越多；

其中，在每一个图像碎片内，各个数据之间的接近程度越高，对应的内容复杂度越低。

在所述土壤占据比例分析系统中：在所述曲线分析设备中，在不存在任何畸变等级超限的曲线时，发出第二模式切换信号；

其中，在所述曲线调整设备中，当接收到所述第二模式切换信号时，停止对所述空域滤波图像中的各个曲线进行畸变调整，将所述空域滤波图像作为畸变调整图像。

另外，SDRAM：Synchronous Dynamic RandomAccess Memory，同步动态随机存储器，同步是指内存工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以他为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。SDR SDRAM的时钟频率就是数据存储的频率。SDRAM的工作电压为3.3V。

采用本发明的土壤占据比例分析系统，针对现有技术中锄草笼的控制无视下方是否存在草体的技术问题，基于锄草笼下方锄草区域内的土壤占据的面积比例确定是否有必要启动锄草处理，以减少锄草设备的功率输出；以及在针对性的图像处理中，引入色彩丰满基准图像与色彩指数提升后图像进行色彩丰满度比较，并只针对左上角区域的色彩丰满度进行比较，以有效节省运算资源，进一步降低设备功耗；从而解决了上述技术问题。

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 (10)

1.一种土壤占据比例分析系统，所述系统包括：

执行组件，用于推行式修剪机，包括降速箱、锄草笼、挡泥板、动力连接块、汽油机、行走轮支架和行走轮，所述行走轮安装在所述行走轮支架上，并位于所述行走轮支架的下方，所述降速箱设置在所述锄草笼的上方，所述挡泥板设置在所述降速箱的上方，所述动力连接块与所述汽油机连接并设置在所述挡泥板的上方，所述汽油机安装在所述行走轮支架上；

装卸控制设备，分别与比例鉴定设备和动力连接块连接，用于在接收到空转控制命令时，断开所述动力连接块与所述汽油机的连接以停止所述锄草笼的运行；

所述装卸控制设备还用于在接收到装载控制命令时，恢复所述动力连接块与所述汽油机的连接以启动所述锄草笼的运行；

现场抓拍设备，设置在挡泥板上，用于对所述挡泥板的下方场景进行图像数据抓拍处理，以获得现场抓拍图像；

指数调节设备，与所述现场抓拍设备连接，用于接收所述现场抓拍图像，对所述现场抓拍图像执行色彩指数提升处理，以获得并输出相应的指数调节图像；

SDRAM存储设备，用于预先存储色彩丰满基准图像，所述色彩丰满基准图像内的各个区域的色彩丰满度都超限；

区域比较设备，分别与所述指数调节设备和所述SDRAM存储设备连接，用于将所述指数调节图像中的左上角区域的色彩丰满度与所述色彩丰满基准图像的左上角区域的色彩丰满度进行比较，当所述指数调节图像中的左上角区域的色彩丰满度超过所述色彩丰满基准图像的左上角区域的色彩丰满度时，发出色彩丰满度合标信号，当所述指数调节图像中的左上角区域的色彩丰满度未超过所述色彩丰满基准图像的左上角区域的色彩丰满度时，发出色彩丰满度不合标信号；

再次调节设备，与所述区域比较设备连接，用于在接收到所述色彩丰满度不合标信号时，对所述指数调节图像执行色彩指数提升处理，以获得再次调节图像，还用于在接收到色彩丰满度合标信号时，直接将所述指数调节图像作为再次调节图像输出；

范围调整设备，与所述再次调节设备连接，用于接收所述再次调节图像，对所述再次调节图像执行动态范围提升动作，以获得进行动态范围提升动作后的图像并作为范围提升图像；

参数分析设备，与所述范围调整设备连接，用于将所述范围提升图像中亮度值在土壤亮度分布范围内的像素点作为土壤像素点，并将所述范围提升图像中的土壤像素点的总数作为代表性数量输出；

比例鉴定设备，与所述参数分析设备连接，用于在所述代表性数量占据所述范围提升图像像素点总数的比例超过限量时，发出空转控制命令，否则，发出装载控制命令；

其中，所述区域比较设备包括丰满度接收子设备、丰满度比较子设备和信号输出设备，所述丰满度比较子设备分别与所述丰满度接收子设备和所述信号输出设备连接。

2.如权利要求1所述的土壤占据比例分析系统，其特征在于：

所述范围调整设备由数字处理芯片来实现，所述数字处理芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有硬件乘法器，采用流水线操作，提供各种数字处理控制指令以分别实现各种数字信号处理算法。

3.如权利要求2所述的土壤占据比例分析系统，其特征在于，所述系统还包括：

空域滤波设备、曲线分析设备、曲线调整设备和内容辨识设备，设置在所述现场抓拍设备和所述指数调节设备之间。

4.如权利要求3所述的土壤占据比例分析系统，其特征在于：

所述空域滤波设备与所述现场抓拍设备连接，用于接收所述现场抓拍图像，对所述现场抓拍图像执行空域滤波，以获得并输出相应的空域滤波图像。

5.如权利要求4所述的土壤占据比例分析系统，其特征在于：

所述曲线分析设备与所述空域滤波设备连接，用于分析所述空域滤波图像中各个曲线分别对应的各个畸变等级，并在存在畸变等级超限的曲线时，发出第一模式切换信号。

6.如权利要求5所述的土壤占据比例分析系统，其特征在于：

所述曲线调整设备与所述曲线分析设备连接，用于在接收到所述第一模式切换信号时，对所述空域滤波图像中的各个曲线进行畸变调整，以获得相应的畸变调整图像。

7.如权利要求6所述的土壤占据比例分析系统，其特征在于：

所述内容辨识设备分别与所述指数调节设备和所述曲线调整设备连接，用于接收所述畸变调整图像，对所述畸变调整图像中预设大小的各个图像碎片分别进行内容复杂度识别，以获得各个图像碎片分别对应的各个内容复杂度，对所述各个内容复杂度进行数值比较，以将数值最大的多个内容复杂度分别对应的图像碎片作为多个有效图像碎片，并将所述多个有效图像碎片替换所述现场抓拍图像发送给所述指数调节设备；所述内容辨识设备对所述畸变调整图像中预设大小的各个图像碎片分别进行内容复杂度识别包括：基于每一个图像碎片内的各个数据之间的接近程度判断对应的内容复杂度。

8.如权利要求7所述的土壤占据比例分析系统，其特征在于：

在所述内容辨识设备中，基于所述各个内容复杂度中最大数值的内容复杂度的数值确定选择的多个有效图像碎片的数量。

9.如权利要求8所述的土壤占据比例分析系统，其特征在于：

基于所述各个内容复杂度中最大数值的内容复杂度的数值确定选择的多个有效图像碎片的数量包括：所述各个内容复杂度中最大数值的内容复杂度的数值越大，选择的多个有效图像碎片的数量越多；

其中，在每一个图像碎片内，各个数据之间的接近程度越高，对应的内容复杂度越低。

10.如权利要求9所述的土壤占据比例分析系统，其特征在于：

在所述曲线分析设备中，在不存在任何畸变等级超限的曲线时，发出第二模式切换信号；

其中，在所述曲线调整设备中，当接收到所述第二模式切换信号时，停止对所述空域滤波图像中的各个曲线进行畸变调整，将所述空域滤波图像作为畸变调整图像。