CN109601110B - 多功能行走式除草机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能行走式除草机，包括：行走式除草主体，包括割草头、松土头、除草头和扶禾器，所述割草头由钛合金齿轮和旋转轴组成；选择按钮，设置在铝合金把手上，用于根据用户的操作，发出相应的头部选择指令；头部切换设备，用于根据接收到的头部选择指令从所述割草头、所述松土头、所述除草头和所述扶禾器中选择一种设备作为工作头进行当前工作；所述头部切换设备将所述割草头、所述松土头、所述除草头和所述扶禾器中选择的设备伸出，将未选择的设备缩回；转速调节设备，用于确定与草体蔓延程度成正比的转速。通过本发明，在减少设备功耗的同时保证了除草效果。

Description

多功能行走式除草机

技术领域

本发明涉及行走式除草机领域，尤其涉及一种多功能行走式除草机。

背景技术

行车式除草机安全性有三个方面：一是对机械本身的安全性，以防止机械发生意外故障或被损坏；二是对操作人员的安全性，以防止操作人员在作业中受伤害；三是对周围人群的安全性，以防止机械在作业时伤害他人。这三个方面都很重要，特别是对人的伤害问题比对机械及其它的伤害问题更为重要。

行车式除草机的切割装置没有处于脱开状态，或者变速箱操纵杆没有处在空挡位置，或者制动器没有制动，只要其中有一项成立，则发动机都是无法起动的，这就可以使操作者和旁人避免很多意外的人身伤害事故。这些安全装置今后也必将在园林机械设备园林机械配件各种产品上的应用更加多样化、更加完善、更加有效。

发明内容

为了解决目前行走式除草机除草模式智能化水平低下的技术问题，本发明提供了一种多功能行走式除草机，对对比度提升图像进行信噪比解析操作，其中基于对比度提升图像的R通道像素值进行信噪比的解析以减少数据运算量，尤为关键的是，在信噪比未满足要求的情况下，采用统计排序滤波设备执行统计排序滤波处理以获取信噪比达标的统计排序滤波图像；引入转速调节设备，分别与蔓延程度检测设备和割草头连接，用于确定与草体蔓延程度成正比的转速，并基于确定的转速对所述割草头的驱动电机执行转速调节动作。

根据本发明的一方面，提供了一种多功能行走式除草机，所述除草机包括：

行走式除草主体，包括割草头、松土头、除草头和扶禾器，所述割草头由钛合金齿轮和旋转轴组成；选择按钮，设置在铝合金把手上，用于根据用户的操作，发出相应的头部选择指令。

更具体地，在所述多功能行走式除草机中，还包括：

头部切换设备，分别与旋转按钮、所述割草头、所述松土头、所述除草头和所述扶禾器连接。

更具体地，在所述多功能行走式除草机中：所述头部切换设备根据接收到的头部选择指令从所述割草头、所述松土头、所述除草头和所述扶禾器中选择一种设备作为工作头进行当前工作。

更具体地，在所述多功能行走式除草机中：所述头部切换设备将所述割草头、所述松土头、所述除草头和所述扶禾器中选择的设备伸出，将未选择的设备缩回。

更具体地，在所述多功能行走式除草机中，还包括：

转速调节设备，分别与蔓延程度检测设备和所述割草头连接，用于确定与草体蔓延程度成正比的转速，并基于确定的转速对所述割草头的驱动电机执行转速调节动作；针孔捕获设备，设置在所述行走式除草主体上，用于对所述行走式除草主体下方的除草场景进行图像捕获操作，以获得对应的除草场景图像，并输出所述除草场景图像；对比度提升设备，与所述针孔捕获设备连接，用于接收所述除草场景图像，对所述除草场景图像执行对比度提升处理，以获得对应的对比度提升图像；信噪比解析设备，与所述对比度提升设备连接，用于接收所述对比度提升图像，对所述对比度提升图像执行信噪比解析操作，以获得所述对比度提升图像的信噪比以作为参考信噪比输出；参数比对设备，与所述信噪比解析设备连接，用于接收所述参考信噪比，并将所述参考信噪比与信噪比阈值进行比较，以在所述参考信噪比大于等于所述信噪比阈值时，发出第一比对指令，在所述参考信噪比小于所述信噪比阈值时，发出第二比对指令；统计排序滤波设备，分别与所述参数比对设备和所述信噪比解析设备连接，用于在接收到所述第二比对指令时，对所述对比度提升图像执行统计排序滤波处理，以获得排序滤波图像，还用于在接收到所述第一比对指令时，将所述对比度提升图像作为排序滤波图像输出；目标提取设备，与所述统计排序滤波设备连接，用于接收所述排序滤波图像，基于单株草体基准图案对所述排序滤波图像执行草体目标搜索，以获得所述排序滤波图像中的一个或多个草体目标；蔓延程度检测设备，与所述目标提取设备连接，用于统计所述排序滤波图像中的草体目标的数量，并基于所述数量确定对应的草体蔓延程度；其中，在所述蔓延程度检测设备中，所述数量越多，对应的草体蔓延程度越高；其中，在所述信噪比解析设备中，对所述对比度提升图像执行信噪比解析操作，以获得所述对比度提升图像的信噪比以作为参考信噪比输出包括：获取所述对比度提升图像中各个像素点的各个R通道值，将所述各个R通道值组成R通道图像，确定所述R通道图像的信噪比并作为所述参考信噪比输出。

更具体地，在所述多功能行走式除草机中，还包括：

ADSL通信接口，与所述统计排序滤波设备连接，用于接收所述排序滤波图像，并通过ADSL通信链路发送所述排序滤波图像；其中，在所述参数对比设备中还内置有RAM单元，用于存储所述信噪比阈值。

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多功能行走式除草机的外形结构图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的多功能行走式除草机的实施方案进行详细说明。

行走式除草机变速箱操作杆与变速箱相连，其实就是档位手柄，发动机传来的动力，必须经过变速箱进行动力变换，才能输出到行走轮，这款割草机设计了六个前进档，两个倒退档，可以区分为高速档和低速档，当手柄处于最下面中间位置时，处于空挡位置，变速箱没有动力输出；当手柄往左搬时，选择低速档位，当手柄向右搬时，选择高速档位，具体操作是这样的：先将手柄向左搬一次，然后将手柄搬向这个位置，则选择了低速一档，如果手柄搬向这个位置，则选择了低速二档，这里就是低速三档；如果先将手柄向右搬一次，然后再将手柄搬向这个位置，则选择了高速四档，依次类推，这是高速五档，这是高速六档。由此可见，下面的这两个位置是高速挡和低速挡的转换位置。上面的这个位置是倒档，同样有高速和低速之分，选择方法和前进档道理相同。正常作业时选择前进二档作业，牧草密度大时，收割阻力增加，应选择前进低速档作业。运输状态下，可以根据需要随时选择行走档位。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种多功能行走式除草机，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多功能行走式除草机的外形结构图，所述除草机包括：

行走式除草主体，包括割草头、松土头、除草头和扶禾器，所述割草头由钛合金齿轮和旋转轴组成；

选择按钮，设置在铝合金把手上，用于根据用户的操作，发出相应的头部选择指令。

接着，继续对本发明的多功能行走式除草机的具体结构进行进一步的说明。

在所述多功能行走式除草机中，还包括：

头部切换设备，分别与旋转按钮、所述割草头、所述松土头、所述除草头和所述扶禾器连接。

在所述多功能行走式除草机中：所述头部切换设备根据接收到的头部选择指令从所述割草头、所述松土头、所述除草头和所述扶禾器中选择一种设备作为工作头进行当前工作。

在所述多功能行走式除草机中：所述头部切换设备将所述割草头、所述松土头、所述除草头和所述扶禾器中选择的设备伸出，将未选择的设备缩回。

在所述多功能行走式除草机中，还包括：

转速调节设备，分别与蔓延程度检测设备和所述割草头连接，用于确定与草体蔓延程度成正比的转速，并基于确定的转速对所述割草头的驱动电机执行转速调节动作；

针孔捕获设备，设置在所述行走式除草主体上，用于对所述行走式除草主体下方的除草场景进行图像捕获操作，以获得对应的除草场景图像，并输出所述除草场景图像；

对比度提升设备，与所述针孔捕获设备连接，用于接收所述除草场景图像，对所述除草场景图像执行对比度提升处理，以获得对应的对比度提升图像；

信噪比解析设备，与所述对比度提升设备连接，用于接收所述对比度提升图像，对所述对比度提升图像执行信噪比解析操作，以获得所述对比度提升图像的信噪比以作为参考信噪比输出；

参数比对设备，与所述信噪比解析设备连接，用于接收所述参考信噪比，并将所述参考信噪比与信噪比阈值进行比较，以在所述参考信噪比大于等于所述信噪比阈值时，发出第一比对指令，在所述参考信噪比小于所述信噪比阈值时，发出第二比对指令；

统计排序滤波设备，分别与所述参数比对设备和所述信噪比解析设备连接，用于在接收到所述第二比对指令时，对所述对比度提升图像执行统计排序滤波处理，以获得排序滤波图像，还用于在接收到所述第一比对指令时，将所述对比度提升图像作为排序滤波图像输出；

目标提取设备，与所述统计排序滤波设备连接，用于接收所述排序滤波图像，基于单株草体基准图案对所述排序滤波图像执行草体目标搜索，以获得所述排序滤波图像中的一个或多个草体目标；

蔓延程度检测设备，与所述目标提取设备连接，用于统计所述排序滤波图像中的草体目标的数量，并基于所述数量确定对应的草体蔓延程度；

其中，在所述蔓延程度检测设备中，所述数量越多，对应的草体蔓延程度越高；

其中，在所述信噪比解析设备中，对所述对比度提升图像执行信噪比解析操作，以获得所述对比度提升图像的信噪比以作为参考信噪比输出包括：获取所述对比度提升图像中各个像素点的各个R通道值，将所述各个R通道值组成R通道图像，确定所述R通道图像的信噪比并作为所述参考信噪比输出。

在所述多功能行走式除草机中，还包括：

ADSL通信接口，与所述统计排序滤波设备连接，用于接收所述排序滤波图像，并通过ADSL通信链路发送所述排序滤波图像；

其中，在所述参数对比设备中还内置有RAM单元，用于存储所述信噪比阈值。

在所述多功能行走式除草机中，还包括：

分辨率检测设备，与所述针孔捕获设备连接，用于接收所述除草场景图像，检测并输出所述除草场景图像的即时分辨率；

碎片捕获设备，与所述分辨率检测设备连接，用于接收所述即时分辨率，基于所述即时分辨率对所述除草场景图像进行相应大小的碎片分割，以获得多个图像碎片。

在所述多功能行走式除草机中，还包括：

参数分辨设备，与所述碎片捕获设备连接，用于接收所述多个图像碎片，对每一个图像碎片执行熵值分辨，以获得所述图像碎片的即时熵值；

参数比对设备，与所述参数分辨设备连接，用于接收各个图像碎片的即时熵值，并对各个图像碎片的即时熵值进行排序，将即时熵值最小的图像碎片作为有效碎片输出。

在所述多功能行走式除草机中，还包括：

直方图分析设备，与所述参数比对设备连接，用于接收所述有效碎片，对所述有效碎片执行直方图均衡处理，以获得对应的均衡碎片，并输出所述均衡碎片；

孤点去除设备，分别与所述对比度提升设备和所述直方图分析设备连接，用于接收所述均衡碎片，对所述均衡碎片执行孤点检测，以获得所述均衡碎片中的各个孤点，并去除所述均衡碎片中的各个孤点，以获得相应的孤点处理图像，并将所述孤点处理图像替换所述除草场景图像发送给所述对比度提升设备。

在所述多功能行走式除草机中：在所述碎片捕获设备中，所述即时分辨率越低，基于所述即时分辨率对所述除草场景图像进行相应大小的碎片分割所获得的图像碎片的数量越少；

其中，所述分辨率检测设备、所述碎片捕获设备和所述参数比对设备都为采用VHDL语言设计的可编程逻辑器件。

另外，VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式、描述风格以及语法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体(可以是一个元件，一个电路模块或一个系统)分成外部(或称可视部分,及端口)和内部(或称不可视部分)，既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。

VHDL具有功能强大的语言结构，可以用简洁明确的源代码来描述复杂的逻辑控制。它具有多层次的设计描述功能，层层细化，最后可直接生成电路级描述。VHDL支持同步电路、异步电路和随机电路的设计，这是其他硬件描述语言所不能比拟的。VHDL还支持各种设计方法，既支持自底向上的设计，又支持自顶向下的设计；既支持模块化设计，又支持层次化设计。

采用本发明的多功能行走式除草机，针对现有技术中行走式除草机除草模式智能化水平低下的技术问题，对对比度提升图像进行信噪比解析操作，其中基于对比度提升图像的R通道像素值进行信噪比的解析以减少数据运算量，尤为关键的是，在信噪比未满足要求的情况下，采用统计排序滤波设备执行统计排序滤波处理以获取信噪比达标的统计排序滤波图像；引入转速调节设备，分别与蔓延程度检测设备和割草头连接，用于确定与草体蔓延程度成正比的转速，并基于确定的转速对所述割草头的驱动电机执行转速调节动作。

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)

1.一种多功能行走式除草机，其特征在于，所述除草机包括：

行走式除草主体，包括割草头、松土头、除草头和扶禾器，所述割草头由钛合金齿轮和旋转轴组成；

选择按钮，设置在铝合金把手上，用于根据用户的操作，发出相应的头部选择指令；

头部切换设备，分别与旋转按钮、所述割草头、所述松土头、所述除草头和所述扶禾器连接；

所述头部切换设备根据接收到的头部选择指令从所述割草头、所述松土头、所述除草头和所述扶禾器中选择一种设备作为工作头进行当前工作；

所述头部切换设备将所述割草头、所述松土头、所述除草头和所述扶禾器中选择的设备伸出，将未选择的设备缩回；

转速调节设备，分别与蔓延程度检测设备和所述割草头连接，用于确定与草体蔓延程度成正比的转速，并基于确定的转速对所述割草头的驱动电机执行转速调节动作；

针孔捕获设备，设置在所述行走式除草主体上，用于对所述行走式除草主体下方的除草场景进行图像捕获操作，以获得对应的除草场景图像，并输出所述除草场景图像；

对比度提升设备，与所述针孔捕获设备连接，用于接收所述除草场景图像，对所述除草场景图像执行对比度提升处理，以获得对应的对比度提升图像；

信噪比解析设备，与所述对比度提升设备连接，用于接收所述对比度提升图像，对所述对比度提升图像执行信噪比解析操作，以获得所述对比度提升图像的信噪比以作为参考信噪比输出；

参数比对设备，与所述信噪比解析设备连接，用于接收所述参考信噪比，并将所述参考信噪比与信噪比阈值进行比较，以在所述参考信噪比大于等于所述信噪比阈值时，发出第一比对指令，在所述参考信噪比小于所述信噪比阈值时，发出第二比对指令；

统计排序滤波设备，分别与所述参数比对设备和所述信噪比解析设备连接，用于在接收到所述第二比对指令时，对所述对比度提升图像执行统计排序滤波处理，以获得排序滤波图像，还用于在接收到所述第一比对指令时，将所述对比度提升图像作为排序滤波图像输出；

目标提取设备，与所述统计排序滤波设备连接，用于接收所述排序滤波图像，基于单株草体基准图案对所述排序滤波图像执行草体目标搜索，以获得所述排序滤波图像中的一个或多个草体目标；

蔓延程度检测设备，与所述目标提取设备连接，用于统计所述排序滤波图像中的草体目标的数量，并基于所述数量确定对应的草体蔓延程度；

其中，在所述蔓延程度检测设备中，所述数量越多，对应的草体蔓延程度越高；

其中，在所述信噪比解析设备中，对所述对比度提升图像执行信噪比解析操作，以获得所述对比度提升图像的信噪比以作为参考信噪比输出包括：获取所述对比度提升图像中各个像素点的各个R通道值，将所述各个R通道值组成R通道图像，确定所述R通道图像的信噪比并作为所述参考信噪比输出。

2.如权利要求1所述的多功能行走式除草机，其特征在于，所述除草机还包括：

ADSL通信接口，与所述统计排序滤波设备连接，用于接收所述排序滤波图像，并通过ADSL通信链路发送所述排序滤波图像；

其中，在所述参数对比设备中还内置有RAM单元，用于存储所述信噪比阈值。

3.如权利要求2所述的多功能行走式除草机，其特征在于，所述除草机还包括：

分辨率检测设备，与所述针孔捕获设备连接，用于接收所述除草场景图像，检测并输出所述除草场景图像的即时分辨率；

碎片捕获设备，与所述分辨率检测设备连接，用于接收所述即时分辨率，基于所述即时分辨率对所述除草场景图像进行相应大小的碎片分割，以获得多个图像碎片。

4.如权利要求3所述的多功能行走式除草机，其特征在于，所述除草机还包括：

参数分辨设备，与所述碎片捕获设备连接，用于接收所述多个图像碎片，对每一个图像碎片执行熵值分辨，以获得所述图像碎片的即时熵值；

参数比对设备，与所述参数分辨设备连接，用于接收各个图像碎片的即时熵值，并对各个图像碎片的即时熵值进行排序，将即时熵值最小的图像碎片作为有效碎片输出。

5.如权利要求4所述的多功能行走式除草机，其特征在于，所述除草机还包括：

直方图分析设备，与所述参数比对设备连接，用于接收所述有效碎片，对所述有效碎片执行直方图均衡处理，以获得对应的均衡碎片，并输出所述均衡碎片；

孤点去除设备，分别与所述对比度提升设备和所述直方图分析设备连接，用于接收所述均衡碎片，对所述均衡碎片执行孤点检测，以获得所述均衡碎片中的各个孤点，并去除所述均衡碎片中的各个孤点，以获得相应的孤点处理图像，并将所述孤点处理图像替换所述除草场景图像发送给所述对比度提升设备。

6.如权利要求5所述的多功能行走式除草机，其特征在于：

在所述碎片捕获设备中，所述即时分辨率越低，基于所述即时分辨率对所述除草场景图像进行相应大小的碎片分割所获得的图像碎片的数量越少；

其中，所述分辨率检测设备、所述碎片捕获设备和所述参数比对设备都为采用VHDL语言设计的可编程逻辑器件。

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