CN109566067B - 过长草体绕行系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种过长草体绕行系统，包括：草坪修剪机构，包括刹车停火设备、修剪结构、油门盒、行走驱动结构、集草袋、重量检测设备、报警设备和刹车线，刹车线与刹车停火设备连接；刹车停火设备设置在油门盒的上方，扶手设置在刹车停火设备的上方；重量检测设备设置在集草袋的下方，用于检测并输出集草袋的实时重量；报警设备与重量检测设备连接，用于在接收到的实时重量大于预设重量阈值时，进行相应的报警操作；高度分析设备，与后续处理设备连接，用于对后续处理图像中的草体目标的最小高度进行分析，以在获得的最小高度大于等于预设高度阈值时，发出绕行控制命令。通过本发明，防止修剪结构被卷入过长草体而无法正常运行。

Description

过长草体绕行系统

技术领域

本发明涉及草坪修剪领域，尤其涉及一种过长草体绕行系统。

背景技术

修剪设备在使用过程中应定期检查并严格遵守正确的操作规范，避免机械对人体的伤害和违规操作对机械的损害，以及一些不必要的事故和故障发生。每次使用前一定要检查汽油、润滑油是否足量，如不足应及时加注，避免因润滑油不足量而引起发动机的报废。

注意机械的运动件和传动件工作的可靠性，检查间隙大小是否在正常工作范围内，如遇问题应及时调整；检查紧固件的牢固性，如有松动应及时加固；倾听机械的非正常声音，确诊病兆所在并及时检修等。一些可以通过调整、润滑等方法解决或控制的问题，遇到要及时解决，尽量避免机械的大修或解体等大手术，以致影响养护管理，造成养护成本的不必要增加。

刀片要保持锋利、平整，尾翼要完好。钝的刀片不仅会影响草坪的景观效果，而且容易为病害的侵染提供环境条件。修剪前应检查刀片切削点是否在同一高度，不平整的刀片修剪不出平整的草坪而且长时间的使用会损坏机械。完好的尾翼能保证倒盘蜗壳内形成足以使草叶直立的上升气流，使切割完成得干净、快捷、有效，同时有足够的气流把碎草送到集草袋里。

发明内容

为了解决现有技术中草坪修剪设备容易卷入过长草体而阻碍正常运行的技术问题，本发明提供了一种过长草体绕行系统。

本发明至少具有以下两个重要发明点：

(1)在针对性的图像处理的基础上，对前方草体目标的最小高度执行分析，以对行走驱动发动绕行控制命令或修剪控制命令，以在前方草体高度过高时进行绕行，以避免过长草体卷入修剪结构中；

(2)在具体的图像处理中，基于自然邻点插值处理前后的图像的参数比对，确定是否对处理后的图像执行再次相同处理。

根据本发明的一方面，提供了一种过长草体绕行系统，所述系统包括：

草坪修剪机构，包括刹车停火设备、修剪结构、油门盒、行走驱动结构、集草袋、重量检测设备、报警设备和刹车线，所述刹车线与所述刹车停火设备连接。

更具体地，在所述过长草体绕行系统中：所述刹车停火设备设置在所述油门盒的上方，所述扶手设置在所述刹车停火设备的上方。

更具体地，在所述过长草体绕行系统中：所述重量检测设备设置在所述集草袋的下方，用于检测并输出所述集草袋的实时重量。

更具体地，在所述过长草体绕行系统中：所述报警设备与所述重量检测设备连接，用于在接收到的实时重量大于预设重量阈值时，进行相应的报警操作。

更具体地，在所述过长草体绕行系统中，还包括：

高度分析设备，与后续处理设备连接，用于对后续处理图像中的草体目标的最小高度进行分析，以在获得的最小高度大于等于预设高度阈值时，发出绕行控制命令；在所述高度分析设备中，对所述后续处理图像中的草体目标的最小高度进行分析包括：基于草体成像特征获得所述后续处理图像中各个草体目标分别对应的各个草体区域，对每一个草体区域执行几何形状分析以获得对应的草体高度，将所述各个草体区域分别对应的各个草体高度中的最小值作为最小高度输出；有线成像设备，设置在修剪结构上，用于对修剪结构前方景象执行成像操作，以获得景象采集图像，所述有线成像设备包括RS232通信接口和被动式CMOS传感器；在所述有线成像设备中，所述RS232通信接口与所述被动式CMOS传感器连接，用于控制所述被动式CMOS传感器的成像操作的启动和关闭；自然邻点插值设备，与所述有线成像设备连接，用于接收所述景象采集图像，对所述景象采集图像执行自然邻点插值处理，以获得并输出对应的自然邻点插值图像；双图像处理设备，与所述自然邻点插值设备连接，用于接收所述自然邻点插值图像，识别所述自然邻点插值图像中的目标的数量，基于所述目标的数量执行对所述自然邻点插值图像的均匀式区域分割，以获得各个第一图像区域，其中，所述目标的数量越多，获得的每一个第一图像区域所占据的像素点的数量越少；所述双图像处理设备还用于接收所述景象采集图像，对所述景象采集图像执行与所述自然邻点插值图像相同尺寸的均匀式区域分割，以获得各个第二图像区域；重复度辨识设备，与所述双图像处理设备连接，获得每一个第一图像区域的色度成分的重复度，获得每一个第二图像区域的色度成分的重复度，基于各个第一图像区域的各个重复度确定所述自然邻点插值图像的整体重复度，基于各个第二图像区域的各个重复度确定所述景象采集图像的整体重复度；后续处理设备，分别与所述自然邻点插值设备和所述重复度辨识设备连接，用于在所述自然邻点插值图像的整体重复度和所述景象采集图像的整体重复度之差大于等于限量时，对所述自然邻点插值图像再次执行自然邻点插值处理，以获得后续处理图像；其中，在所述高度分析设备中，还用于在获得的最小高度小于所述预设高度阈值时，发出修剪控制命令。

更具体地，在所述过长草体绕行系统中：所述高度分析设备还与所述行走驱动结构连接，用于将所述绕行控制命令或所述修剪控制命令发送给所述行走驱动结构。

更具体地，在所述过长草体绕行系统中：所述后续处理设备还用于在所述自然邻点插值图像的整体重复度和所述景象采集图像的整体重复度之差小于限量时，将所述自然邻点插值图像作为后续处理图像输出。

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过长草体绕行系统的修剪结构的外形结构图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的过长草体绕行系统的实施方案进行详细说明。

修剪设备通过电交流驱动马达，由马达带动割草绳或者塑胶刀片等高速旋转7500～12000rpm，甚至更高切割草茎。该设备包括机架、变速传动机构、切割部分和集草部分，变速传动机构是通过变速箱、传动轴和曲柄连杆带动割刀，切割部分通过连接轴和拉杆固定在机架的一侧，这部分包括割刀和活动刀架，集草部分包括固定架、弹齿架、弹齿和弹齿起落机构，固定架安装在机架后部，固定架与弹齿架之间通过销轴连接。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种过长草体绕行系统，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过长草体绕行系统包括：

草坪修剪机构，包括刹车停火设备、修剪结构、油门盒、行走驱动结构、集草袋、重量检测设备、报警设备和刹车线，所述刹车线与所述刹车停火设备连接；

其中，所述修剪结构的具体外形结构如图1所述。

接着，继续对本发明的过长草体绕行系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述过长草体绕行系统中：所述刹车停火设备设置在所述油门盒的上方，所述扶手设置在所述刹车停火设备的上方。

在所述过长草体绕行系统中：所述重量检测设备设置在所述集草袋的下方，用于检测并输出所述集草袋的实时重量。

在所述过长草体绕行系统中：所述报警设备与所述重量检测设备连接，用于在接收到的实时重量大于预设重量阈值时，进行相应的报警操作。

在所述过长草体绕行系统中，还包括：

高度分析设备，与后续处理设备连接，用于对后续处理图像中的草体目标的最小高度进行分析，以在获得的最小高度大于等于预设高度阈值时，发出绕行控制命令；

在所述高度分析设备中，对所述后续处理图像中的草体目标的最小高度进行分析包括：基于草体成像特征获得所述后续处理图像中各个草体目标分别对应的各个草体区域，对每一个草体区域执行几何形状分析以获得对应的草体高度，将所述各个草体区域分别对应的各个草体高度中的最小值作为最小高度输出；

有线成像设备，设置在修剪结构上，用于对修剪结构前方景象执行成像操作，以获得景象采集图像，所述有线成像设备包括RS232通信接口和被动式CMOS传感器；

在所述有线成像设备中，所述RS232通信接口与所述被动式CMOS传感器连接，用于控制所述被动式CMOS传感器的成像操作的启动和关闭；

自然邻点插值设备，与所述有线成像设备连接，用于接收所述景象采集图像，对所述景象采集图像执行自然邻点插值处理，以获得并输出对应的自然邻点插值图像；

双图像处理设备，与所述自然邻点插值设备连接，用于接收所述自然邻点插值图像，识别所述自然邻点插值图像中的目标的数量，基于所述目标的数量执行对所述自然邻点插值图像的均匀式区域分割，以获得各个第一图像区域，其中，所述目标的数量越多，获得的每一个第一图像区域所占据的像素点的数量越少；

所述双图像处理设备还用于接收所述景象采集图像，对所述景象采集图像执行与所述自然邻点插值图像相同尺寸的均匀式区域分割，以获得各个第二图像区域；

重复度辨识设备，与所述双图像处理设备连接，获得每一个第一图像区域的色度成分的重复度，获得每一个第二图像区域的色度成分的重复度，基于各个第一图像区域的各个重复度确定所述自然邻点插值图像的整体重复度，基于各个第二图像区域的各个重复度确定所述景象采集图像的整体重复度；

后续处理设备，分别与所述自然邻点插值设备和所述重复度辨识设备连接，用于在所述自然邻点插值图像的整体重复度和所述景象采集图像的整体重复度之差大于等于限量时，对所述自然邻点插值图像再次执行自然邻点插值处理，以获得后续处理图像；

其中，在所述高度分析设备中，还用于在获得的最小高度小于所述预设高度阈值时，发出修剪控制命令。

在所述过长草体绕行系统中：所述高度分析设备还与所述行走驱动结构连接，用于将所述绕行控制命令或所述修剪控制命令发送给所述行走驱动结构。

在所述过长草体绕行系统中：所述后续处理设备还用于在所述自然邻点插值图像的整体重复度和所述景象采集图像的整体重复度之差小于限量时，将所述自然邻点插值图像作为后续处理图像输出。

在所述过长草体绕行系统中，还包括：

图像锐化设备，与所述后续处理设备连接，用于接收所述后续处理图像，对所述后续处理图像执行以下处理：基于所述后续处理图像中最大幅值噪声类型的噪声幅值确定对所述后续处理图像实施的相应图像锐化程度，以获得即时锐化图像。

在所述过长草体绕行系统中，还包括：

边缘检测设备，与所述图像锐化设备连接，用于接收所述即时锐化图像，基于边缘点灰度范围从所述即时锐化图像中提取多个边缘像素点，对所述多个边缘像素点进行拟合，以获得多个边缘线。

在所述过长草体绕行系统中，还包括：

分布测量设备，分别与所述高度分析设备和所述边缘检测设备连接，用于接收所述即时锐化图像以及所述多个边缘线，基于所述即时锐化图像的信噪比对所述即时锐化图像进行均匀式划分，以获得多个子图像，测量每一个子图像中的边缘线数量，将边缘线数量超过预设数量阈值的一个或多个子图像作为一个或多个目标子图像，并将所述一个或多个目标子图像整体替换所述后续处理图像发送给所述高度分析设备；

其中，在所述边缘检测设备中，基于边缘点灰度范围从所述即时锐化图像中提取多个边缘像素点包括：针对所述即时锐化图像中的每一个像素点，确定其灰度值是否落在所述边缘点灰度范围内，落在所述边缘点灰度范围时，确定所述像素点为边缘像素点，否则，为非边缘像素点；

其中，在所述边缘检测设备中，所述边缘点灰度范围由边缘点上限灰度阈值和边缘点下限灰度阈值组成。

另外，被动式CMOS传感器，又叫无源式像素传感器，他由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结，他可等效为一个反向偏置的二极管和一个MOS电容并联。当开关管开启时，光敏二极管与垂直的列线(Columnbus)连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路(Chargeintegratingamplifier)保持列线电压为一常数，当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此同时，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。

采用本发明的过长草体绕行系统，针对现有技术中草体修剪设备容易卷入过长草体而阻碍正常运行的技术问题，在针对性的图像处理的基础上，对前方草体目标的最小高度执行分析，以对行走驱动发动绕行控制命令或修剪控制命令，以在前方草体高度过高时进行绕行，以避免过长草体卷入修剪结构中；以及在具体的图像处理中，基于自然邻点插值处理前后的图像的参数比对，确定是否对处理后的图像执行再次相同处理；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 (6)

1.一种过长草体绕行系统，其特征在于，包括：

草坪修剪机构，包括刹车停火设备、修剪结构、油门盒、行走驱动结构、集草袋、重量检测设备、报警设备和刹车线，所述刹车线与所述刹车停火设备连接；

所述刹车停火设备设置在所述油门盒的上方，扶手设置在所述刹车停火设备的上方；

所述重量检测设备设置在所述集草袋的下方，用于检测并输出所述集草袋的实时重量；

所述报警设备与所述重量检测设备连接，用于在接收到的实时重量大于预设重量阈值时，进行相应的报警操作；

高度分析设备，与后续处理设备连接，用于对后续处理图像中的草体目标的最小高度进行分析，以在获得的最小高度大于等于预设高度阈值时，发出绕行控制命令；

在所述高度分析设备中，对所述后续处理图像中的草体目标的最小高度进行分析包括：基于草体成像特征获得所述后续处理图像中各个草体目标分别对应的各个草体区域，对每一个草体区域执行几何形状分析以获得对应的草体高度，将所述各个草体区域分别对应的各个草体高度中的最小值作为最小高度输出；

有线成像设备，设置在修剪结构上，用于对修剪结构前方景象执行成像操作，以获得景象采集图像，所述有线成像设备包括RS232通信接口和被动式CMOS传感器；

在所述有线成像设备中，所述RS232通信接口与所述被动式CMOS传感器连接，用于控制所述被动式CMOS传感器的成像操作的启动和关闭；

自然邻点插值设备，与所述有线成像设备连接，用于接收所述景象采集图像，对所述景象采集图像执行自然邻点插值处理，以获得并输出对应的自然邻点插值图像；

双图像处理设备，与所述自然邻点插值设备连接，用于接收所述自然邻点插值图像，识别所述自然邻点插值图像中的目标的数量，基于所述目标的数量执行对所述自然邻点插值图像的均匀式区域分割，以获得各个第一图像区域，其中，所述目标的数量越多，获得的每一个第一图像区域所占据的像素点的数量越少；

所述双图像处理设备还用于接收所述景象采集图像，对所述景象采集图像执行与所述自然邻点插值图像相同尺寸的均匀式区域分割，以获得各个第二图像区域；

重复度辨识设备，与所述双图像处理设备连接，获得每一个第一图像区域的色度成分的重复度，获得每一个第二图像区域的色度成分的重复度，基于各个第一图像区域的各个重复度确定所述自然邻点插值图像的整体重复度，基于各个第二图像区域的各个重复度确定所述景象采集图像的整体重复度；

后续处理设备，分别与所述自然邻点插值设备和所述重复度辨识设备连接，用于在所述自然邻点插值图像的整体重复度和所述景象采集图像的整体重复度之差大于等于限量时，对所述自然邻点插值图像再次执行自然邻点插值处理，以获得后续处理图像；

其中，在所述高度分析设备中，还用于在获得的最小高度小于所述预设高度阈值时，发出修剪控制命令。

2.如权利要求1所述的过长草体绕行系统，其特征在于：

所述高度分析设备还与所述行走驱动结构连接，用于将所述绕行控制命令或所述修剪控制命令发送给所述行走驱动结构。

3.如权利要求2所述的过长草体绕行系统，其特征在于：

所述后续处理设备还用于在所述自然邻点插值图像的整体重复度和所述景象采集图像的整体重复度之差小于限量时，将所述自然邻点插值图像作为后续处理图像输出。

4.如权利要求3所述的过长草体绕行系统，其特征在于，所述系统还包括：

图像锐化设备，与所述后续处理设备连接，用于接收所述后续处理图像，对所述后续处理图像执行以下处理：基于所述后续处理图像中最大幅值噪声类型的噪声幅值确定对所述后续处理图像实施的相应图像锐化程度，以获得即时锐化图像。

5.如权利要求4所述的过长草体绕行系统，其特征在于，所述系统还包括：

边缘检测设备，与所述图像锐化设备连接，用于接收所述即时锐化图像，基于边缘点灰度范围从所述即时锐化图像中提取多个边缘像素点，对所述多个边缘像素点进行拟合，以获得多个边缘线。

6.如权利要求5所述的过长草体绕行系统，其特征在于，所述系统还包括：

分布测量设备，分别与所述高度分析设备和所述边缘检测设备连接，用于接收所述即时锐化图像以及所述多个边缘线，基于所述即时锐化图像的信噪比对所述即时锐化图像进行均匀式划分，以获得多个子图像，测量每一个子图像中的边缘线数量，将边缘线数量超过预设数量阈值的一个或多个子图像作为一个或多个目标子图像，并将所述一个或多个目标子图像整体替换所述后续处理图像发送给所述高度分析设备；

其中，在所述边缘检测设备中，基于边缘点灰度范围从所述即时锐化图像中提取多个边缘像素点包括：针对所述即时锐化图像中的每一个像素点，确定其灰度值是否落在所述边缘点灰度范围内，落在所述边缘点灰度范围时，确定所述像素点为边缘像素点，否则，为非边缘像素点；

其中，在所述边缘检测设备中，所述边缘点灰度范围由边缘点上限灰度阈值和边缘点下限灰度阈值组成。

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