CN109673264B - 割草机档位调校机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种割草机档位调校机构，包括：传感组件，用于悬挂式割草机，包括雨量测量设备、驱动状态传感设备、电源状态监测设备和超声波测距设备；行走组件，用于悬挂式割草机，包括直流电机、旋转轴、驱动轮、万向轮和把手，所述直流电机与所述旋转轴连接；所述雨量测量设备用于测量并输出当前环境的实时雨量，所述驱动状态传感设备与所述驱动轮连接；所述电源状态监测设备与电源设备连接，用于监测并输出所述电源设备的当前状态；档位调校设备，与密度检测设备连接，用于接收草体密度，并基于所述草体密度确定对应的割草档位，以对悬挂式割草机进行档位调校处理。通过本发明，能够及时对割草机档位执行自适应调校。
Description
技术领域
本发明涉及割草机领域，尤其涉及一种割草机档位调校机构。
背景技术
割草机在乡村田边、地头、山地割草时具有一定的局限性,主要原因在于地势不平、供电方式和割草机的重量便携性等问题。常用的割草机为汽油割草机，又名汽油锯。用途广泛，主要用于公园草地、绿化带、工厂草地、高尔夫球场、家里花园、草地、果园等场所的草坪修剪和美化。
发明内容
为了解决目前割草机的工作档位无法根据当前区域草体密度进行及时调校的技术问题，本发明提供了一种割草机档位调校机构，对将要割草的草坪区域执行草体密度测量，以基于测量结果对割草机的工作档位进行相应调校；在具体的图像处理中，基于数据增强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动态范围扩大处理。
根据本发明的一方面，提供了一种割草机档位调校机构，所述机构包括：
传感组件，用于悬挂式割草机，包括雨量测量设备、驱动状态传感设备、电源状态监测设备和超声波测距设备；行走组件，用于悬挂式割草机，包括直流电机、旋转轴、驱动轮、万向轮和把手，所述直流电机与所述旋转轴连接。
更具体地，在所述割草机档位调校机构中：所述雨量测量设备用于测量并输出当前环境的实时雨量，所述驱动状态传感设备与所述驱动轮连接；其中，所述电源状态监测设备与电源设备连接，用于监测并输出所述电源设备的当前状态。
更具体地，在所述割草机档位调校机构中，还包括：
档位调校设备，与密度检测设备连接，用于接收草体密度，并基于所述草体密度确定对应的割草档位，以对悬挂式割草机进行档位调校处理；在所述档位调校设备中，所述草体密度越高，确定的对应的割草档位越高；监控抓拍设备，设置在万向轮的上方，用于对万向轮前方环境进行图像抓拍操作，以获得对应的前方抓拍图像，并输出所述前方抓拍图像；数量分析设备，与所述监控抓拍设备连接，用于接收所述前方抓拍图像，对所述前方抓拍图像执行数据增强处理，以获得对应的数据增强图像，还用于针对所述数据增强图像，识别所述数据增强图像中的目标的数量，基于所述目标的数量执行对所述数据增强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；所述数量分析设备还用于接收所述前方抓拍图像，对所述前方抓拍图像执行与所述数据增强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；整体鉴别设备，与所述数量分析设备连接，获得每一个第一图像区域的亮度值的强烈度，获得每一个第二图像区域的亮度值的强烈度，基于各个第一图像区域的各个强烈度确定所述数据增强图像的整体强烈度，基于各个第二图像区域的各个强烈度确定所述前方抓拍图像的整体强烈度，其中，图像的亮度值的强烈度为图像的最大亮度值除以最小亮度值所获得的百分比；阈值匹配设备，分别与所述数量分析设备和所述整体鉴别设备连接，用于在所述数据增强图像的整体强烈度和所述前方抓拍图像的整体强烈度之差小于等于限量时，对所述数据增强图像执行动态范围扩大处理，以获得阈值匹配图像；密度检测设备，与所述阈值匹配设备连接，用于将预设草体图案在所述阈值匹配图像内执行搜索操作，以获得匹配的多个草体区域，并将与所述阈值匹配图像中的草体区域的数量成正比的草体密度输出。
更具体地，在所述割草机档位调校机构中：所述阈值匹配设备还用于在所述数据增强图像的整体强烈度和所述前方抓拍图像的整体强烈度之差大于等于限量时，将所述数据增强图像作为阈值匹配图像输出。
更具体地，在所述割草机档位调校机构中，还包括：
即时滤波设备，位于所述监控抓拍设备和所述数量分析设备之间，用于接收所述前方抓拍图像，对所述前方抓拍图像中的噪声进行分析以获得各种噪声的幅值，基于各种噪声的幅值确定所述前方抓拍图像的质量等级，在所述质量等级低于或等于预设下限质量等级时，基于所述质量等级距离所述预设下限质量等级的远近将所述前方抓拍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高斯滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块组合以获得多次高斯滤波图像，基于所述质量等级距离所述预设下限质量等级的远近将所述多次高斯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维数的小波滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块组合以获得即时滤波图像。
更具体地，在所述割草机档位调校机构中：所述即时滤波设备还用于在所述质量等级高于预设下限质量等级时，对所述前方抓拍图像整体执行单次高斯滤波处理以获得单次高斯滤波图像，在对所述单次高斯滤波图像整体执行二维小波滤波处理以获得即时滤波图像，并将所述即时滤波图像替换所述前方抓拍图像发送给所述数量分析设备。
更具体地，在所述割草机档位调校机构中：在所述即时滤波设备中，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的高斯滤波处理以获得滤波分块包括：对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的高斯滤波处理的次数越少。
更具体地，在所述割草机档位调校机构中：在所述即时滤波设备中，基于该分块的像素值方差选择对应的不同维数的小波滤波处理以获得滤波分块包括：对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的小波滤波处理的维数越小。
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割草机档位调校机构的直流电机的外形结构图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的割草机档位调校机构的实施方案进行详细说明。
割草机其特点是操作简单，对所需要切割的对象，主要是草类的切割性强，适用于高产草场与大型公园等。割草机依靠切割器上动刀和定刀的相对剪切运动切割草类，其特点是割茬整齐，所需功率较小，但对牧草的适应性差，易堵塞，适用于平坦天然的草场和人工草场作业。
80年代中期开始生产并使用旋转式割草机。依靠高速旋转刀盘上的刀片冲击切割牧草。随着科技的提高，新改良的割草机产品的工作能力增强许多，在速度方面提高很多，节省了除草工人的作业时间，节约了大量的人力资源。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种割草机档位调校机构，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割草机档位调校机构包括：
传感组件，用于悬挂式割草机，包括雨量测量设备、驱动状态传感设备、电源状态监测设备和超声波测距设备；
行走组件，用于悬挂式割草机，包括直流电机、旋转轴、驱动轮、万向轮和把手，所述直流电机的外形结构如图1所示，所述直流电机还与所述旋转轴连接。
接着，继续对本发明的割草机档位调校机构的具体结构进行进一步的说明。
在所述割草机档位调校机构中：所述雨量测量设备用于测量并输出当前环境的实时雨量，所述驱动状态传感设备与所述驱动轮连接；
其中，所述电源状态监测设备与电源设备连接，用于监测并输出所述电源设备的当前状态。
在所述割草机档位调校机构中，还包括：
档位调校设备，与密度检测设备连接，用于接收草体密度，并基于所述草体密度确定对应的割草档位，以对悬挂式割草机进行档位调校处理；
在所述档位调校设备中，所述草体密度越高，确定的对应的割草档位越高；
监控抓拍设备，设置在万向轮的上方，用于对万向轮前方环境进行图像抓拍操作，以获得对应的前方抓拍图像，并输出所述前方抓拍图像；
数量分析设备，与所述监控抓拍设备连接，用于接收所述前方抓拍图像，对所述前方抓拍图像执行数据增强处理，以获得对应的数据增强图像，还用于针对所述数据增强图像，识别所述数据增强图像中的目标的数量，基于所述目标的数量执行对所述数据增强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；
所述数量分析设备还用于接收所述前方抓拍图像，对所述前方抓拍图像执行与所述数据增强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；
整体鉴别设备，与所述数量分析设备连接，获得每一个第一图像区域的亮度值的强烈度，获得每一个第二图像区域的亮度值的强烈度，基于各个第一图像区域的各个强烈度确定所述数据增强图像的整体强烈度，基于各个第二图像区域的各个强烈度确定所述前方抓拍图像的整体强烈度，其中，图像的亮度值的强烈度为图像的最大亮度值除以最小亮度值所获得的百分比；
阈值匹配设备，分别与所述数量分析设备和所述整体鉴别设备连接，用于在所述数据增强图像的整体强烈度和所述前方抓拍图像的整体强烈度之差小于等于限量时，对所述数据增强图像执行动态范围扩大处理，以获得阈值匹配图像；
密度检测设备，与所述阈值匹配设备连接，用于将预设草体图案在所述阈值匹配图像内执行搜索操作，以获得匹配的多个草体区域，并将与所述阈值匹配图像中的草体区域的数量成正比的草体密度输出。
在所述割草机档位调校机构中：所述阈值匹配设备还用于在所述数据增强图像的整体强烈度和所述前方抓拍图像的整体强烈度之差大于等于限量时，将所述数据增强图像作为阈值匹配图像输出。
在所述割草机档位调校机构中，还包括：
即时滤波设备，位于所述监控抓拍设备和所述数量分析设备之间，用于接收所述前方抓拍图像，对所述前方抓拍图像中的噪声进行分析以获得各种噪声的幅值，基于各种噪声的幅值确定所述前方抓拍图像的质量等级，在所述质量等级低于或等于预设下限质量等级时，基于所述质量等级距离所述预设下限质量等级的远近将所述前方抓拍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高斯滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块组合以获得多次高斯滤波图像，基于所述质量等级距离所述预设下限质量等级的远近将所述多次高斯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维数的小波滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块组合以获得即时滤波图像。
在所述割草机档位调校机构中：所述即时滤波设备还用于在所述质量等级高于预设下限质量等级时，对所述前方抓拍图像整体执行单次高斯滤波处理以获得单次高斯滤波图像，在对所述单次高斯滤波图像整体执行二维小波滤波处理以获得即时滤波图像，并将所述即时滤波图像替换所述前方抓拍图像发送给所述数量分析设备。
在所述割草机档位调校机构中：在所述即时滤波设备中，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的高斯滤波处理以获得滤波分块包括：对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的高斯滤波处理的次数越少。
在所述割草机档位调校机构中：在所述即时滤波设备中，基于该分块的像素值方差选择对应的不同维数的小波滤波处理以获得滤波分块包括：对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的小波滤波处理的维数越小。
另外，所述即时滤波设备执行的图像滤波，在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。
由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般，噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上，对图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像质量，影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题：能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。
常用的图像滤波模式中的一种是，非线性滤波器，一般说来，当信号频谱与噪声频谱混叠时或者当信号中含有非叠加性噪声时如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等)，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)进而导致像线性特征的定位精度及特征的可抽取性降低。而非线性滤波器是基于对输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。
采用本发明的割草机档位调校机构，针对现有技术中割草机的工作档位无法根据当前区域草体密度进行及时调校的技术问题，通过对将要割草的草坪区域执行草体密度测量，以基于测量结果对割草机的工作档位进行相应调校；在具体的图像处理中，基于数据增强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动态范围扩大处理；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)
1.一种割草机档位调校机构，所述机构包括：
传感组件，用于悬挂式割草机，包括雨量测量设备、驱动状态传感设备、电源状态监测设备和超声波测距设备；
行走组件，用于悬挂式割草机，包括直流电机、旋转轴、驱动轮、万向轮和把手，所述直流电机与所述旋转轴连接；
所述雨量测量设备用于测量并输出当前环境的实时雨量，所述驱动状态传感设备与所述驱动轮连接；
其中，所述电源状态监测设备与电源设备连接，用于监测并输出所述电源设备的当前状态；
档位调校设备，与密度检测设备连接，用于接收草体密度，并基于所述草体密度确定对应的割草档位，以对悬挂式割草机进行档位调校处理；
在所述档位调校设备中，所述草体密度越高，确定的对应的割草档位越高；
监控抓拍设备，设置在万向轮的上方，用于对万向轮前方环境进行图像抓拍操作，以获得对应的前方抓拍图像，并输出所述前方抓拍图像；
数量分析设备，与所述监控抓拍设备连接，用于接收所述前方抓拍图像，对所述前方抓拍图像执行数据增强处理，以获得对应的数据增强图像，还用于针对所述数据增强图像，识别所述数据增强图像中的目标的数量，基于所述目标的数量执行对所述数据增强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；
所述数量分析设备还用于接收所述前方抓拍图像，对所述前方抓拍图像执行与所述数据增强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；
整体鉴别设备，与所述数量分析设备连接，获得每一个第一图像区域的亮度值的强烈度，获得每一个第二图像区域的亮度值的强烈度，基于各个第一图像区域的各个强烈度确定所述数据增强图像的整体强烈度，基于各个第二图像区域的各个强烈度确定所述前方抓拍图像的整体强烈度，其中，图像的亮度值的强烈度为图像的最大亮度值除以最小亮度值所获得的百分比；
阈值匹配设备，分别与所述数量分析设备和所述整体鉴别设备连接，用于在所述数据增强图像的整体强烈度和所述前方抓拍图像的整体强烈度之差小于等于限量时，对所述数据增强图像执行动态范围扩大处理，以获得阈值匹配图像；
密度检测设备，与所述阈值匹配设备连接，用于将预设草体图案在所述阈值匹配图像内执行搜索操作，以获得匹配的多个草体区域，并将与所述阈值匹配图像中的草体区域的数量成正比的草体密度输出。
2.如权利要求1所述的割草机档位调校机构，其特征在于：
所述阈值匹配设备还用于在所述数据增强图像的整体强烈度和所述前方抓拍图像的整体强烈度之差大于等于限量时，将所述数据增强图像作为阈值匹配图像输出。
3.如权利要求2所述的割草机档位调校机构，其特征在于，所述机构还包括：
即时滤波设备，位于所述监控抓拍设备和所述数量分析设备之间，用于接收所述前方抓拍图像，对所述前方抓拍图像中的噪声进行分析以获得各种噪声的幅值，基于各种噪声的幅值确定所述前方抓拍图像的质量等级，在所述质量等级低于或等于预设下限质量等级时，基于所述质量等级距离所述预设下限质量等级的远近将所述前方抓拍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高斯滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块组合以获得多次高斯滤波图像，基于所述质量等级距离所述预设下限质量等级的远近将所述多次高斯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维数的小波滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块组合以获得即时滤波图像。
4.如权利要求3所述的割草机档位调校机构，其特征在于：
所述即时滤波设备还用于在所述质量等级高于预设下限质量等级时，对所述前方抓拍图像整体执行单次高斯滤波处理以获得单次高斯滤波图像，在对所述单次高斯滤波图像整体执行二维小波滤波处理以获得即时滤波图像，并将所述即时滤波图像替换所述前方抓拍图像发送给所述数量分析设备。
5.如权利要求4所述的割草机档位调校机构，其特征在于：
在所述即时滤波设备中，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的高斯滤波处理以获得滤波分块包括：对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的高斯滤波处理的次数越少。
6.如权利要求5所述的割草机档位调校机构，其特征在于：
在所述即时滤波设备中，基于该分块的像素值方差选择对应的不同维数的小波滤波处理以获得滤波分块包括：对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的小波滤波处理的维数越小。
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