CN109697721B - 防护型开沟除草机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防护型开沟除草机，包括：开沟除草结构，包括消声器、滤清器、档位控制开关、离合器、转弯控制设备、底盘、除草主体、柴油机、手扶支架、手柄和手摇启动设备；消声器和滤清器并排设置，档位控制开关设置在手柄上，手柄的底部与手扶支架的顶部连接；手摇启动设备设置在柴油机上，底盘设置在手摇启动设备的下方；离合器和转弯控制设备并排设置，且都位于手柄的顶端；转速修正设备，分别与树体鉴别设备和柴油机连接，用于在参考目标景深小于等于预设景深阈值时，基于参考目标景深修正柴油机的实时转速，以使得参考目标景深越小，实时转速越低。通过本发明，能够有效避免在开沟除草过程中损伤到草场中的各个树体对象。
Description
技术领域
本发明涉及开沟除草领域，尤其涉及一种防护型开沟除草机。
背景技术
开沟除草机是除草机的一种，它的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。
发明内容
为了解决当前开沟除草设备容易误伤草场中的树体的技术问题，本发明提供了一种防护型开沟除草机，为了保护草场中的树体的安全，避免被开沟除草设备损伤，制定了具体树体对象越近、除草强度越小的自适应控制机制；在具体的树体对象识别中，在对图像执行GAMMA调整处理后，对GAMMA调整处理前后图像进行选定区域的明暗层次等级对比分析，还基于GAMMA调整处理前后图像进行选定区域的明暗层次等级对比分析结果，确定是否需要对GAMMA调整处理后图像执行后续的图像锐化操作。
根据本发明的一方面，提供了一种防护型开沟除草机，所述开沟除草机包括：
开沟除草结构，包括消声器、滤清器、档位控制开关、离合器、转弯控制设备、底盘、除草主体、柴油机、手扶支架、手柄和手摇启动设备；其中，所述消声器和所述滤清器并排设置，所述档位控制开关设置在所述手柄上，所述手柄的底部与所述手扶支架的顶部连接。
更具体地，在所述防护型开沟除草机中：所述手摇启动设备设置在柴油机上，所述底盘设置在所述手摇启动设备的下方。
更具体地，在所述防护型开沟除草机中：所述离合器和所述转弯控制设备并排设置，且所述离合器和所述转弯控制设备都位于所述手柄的顶端。
更具体地，在所述防护型开沟除草机中，还包括：
转速修正设备，分别与树体鉴别设备和柴油机连接，用于在参考目标景深小于等于预设景深阈值时，基于所述参考目标景深修正所述柴油机的实时转速，以使得所述参考目标景深越小，所述实时转速越低；所述树体鉴别设备还用于在搜索成功时，发出第一驱动命令，在搜索失败时，发出第二驱动命令；嵌入式摄像机，嵌入在所述除草主体的保护外罩内，用于对所述除草主体的前方执行摄像操作，以获得并输出实时采集图像；GAMMA调整设备，与所述嵌入式摄像机连接，用于接收所述实时采集图像，对所述实时采集图像执行GAMMA调整处理，以获得对应的GAMMA调整图像；第一分割设备，用于识别所述GAMMA调整图像中的各个对象，对所述各个对象的尺寸进行比较，以确定其中的最大尺寸的对象，并基于所述最大尺寸的对象的尺寸对所述GAMMA调整图像进行图像分割，以获得各个尺寸相同的图像分块，其中，所述最大尺寸的目标的尺寸越大，获得的图像分块越大；第二分割设备，分别与所述第一分割设备和所述GAMMA调整设备连接，对所述实时采集图像执行与所述第一分割设备相同尺寸的图像分块处理，以获得各个尺寸相同的图像分块；明暗层次识别设备，分别与所述第一分割设备和所述第二分割设备连接，用于将所述第一分割设备输出的各个图像分块中处于所述GAMMA调整图像内L形上的多个图像分块的多个明暗层次等级的均值作为第一明暗层次等级均值，将所述第二分割设备输出的各个图像分块中处于所述实时采集图像内L形上的多个图像分块的多个明暗层次等级的均值作为第二明暗层次等级均值；即时锐化设备，分别与所述明暗层次识别设备和所述GAMMA调整设备连接，用于在所述第一明暗层次等级均值为所述第二明暗层次等级均值的1.2倍以下时，对所述GAMMA调整图像执行即时锐化处理，以获得即时锐化图像；树体鉴别设备，与所述即时锐化设备连接，用于基于树体成像特征对所述即时锐化图像执行树体目标搜索，以在搜索成功时，将搜索到的景深最浅的树体目标的景深作为参考目标景深输出；其中，所述转速修正设备还用于在所述参考目标景深大于所述预设景深阈值时，维持所述柴油机的实时转速；其中，所述转速修正设备还用于在接收到所述第二驱动命令时，维持所述柴油机的实时转速。
更具体地，在所述防护型开沟除草机中：在所述即时锐化设备中，还用于在所述第一明暗层次等级均值为所述第二明暗层次等级均值的1.2倍以上时，停止对所述GAMMA调整图像执行即时锐化处理，将所述GAMMA调整图像作为即时锐化图像输出。
更具体地，在所述防护型开沟除草机中：所述即时锐化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。
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防护型开沟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防护型开沟除草机的实施方案进行详细说明。
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。
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。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种防护型开沟除草机，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防护型开沟除草机的结构示意图，所述开沟除草机包括：
开沟除草结构，包括消声器、滤清器、档位控制开关、离合器、转弯控制设备、底盘、除草主体、柴油机、手扶支架、手柄和手摇启动设备；
其中，所述消声器和所述滤清器并排设置，所述档位控制开关设置在所述手柄上，所述手柄的底部与所述手扶支架的顶部连接。
接着，继续对本发明的防护型开沟除草机的具体结构进行进一步的说明。
在所述防护型开沟除草机中：所述手摇启动设备设置在柴油机上，所述底盘设置在所述手摇启动设备的下方。
在所述防护型开沟除草机中：所述离合器和所述转弯控制设备并排设置，且所述离合器和所述转弯控制设备都位于所述手柄的顶端。
在所述防护型开沟除草机中，还包括：
转速修正设备，分别与树体鉴别设备和柴油机连接，用于在参考目标景深小于等于预设景深阈值时，基于所述参考目标景深修正所述柴油机的实时转速，以使得所述参考目标景深越小，所述实时转速越低；
所述树体鉴别设备还用于在搜索成功时，发出第一驱动命令，在搜索失败时，发出第二驱动命令；
嵌入式摄像机，嵌入在所述除草主体的保护外罩内，用于对所述除草主体的前方执行摄像操作，以获得并输出实时采集图像；
GAMMA调整设备，与所述嵌入式摄像机连接，用于接收所述实时采集图像，对所述实时采集图像执行GAMMA调整处理，以获得对应的GAMMA调整图像；
第一分割设备，用于识别所述GAMMA调整图像中的各个对象，对所述各个对象的尺寸进行比较，以确定其中的最大尺寸的对象，并基于所述最大尺寸的对象的尺寸对所述GAMMA调整图像进行图像分割，以获得各个尺寸相同的图像分块，其中，所述最大尺寸的目标的尺寸越大，获得的图像分块越大；
第二分割设备，分别与所述第一分割设备和所述GAMMA调整设备连接，对所述实时采集图像执行与所述第一分割设备相同尺寸的图像分块处理，以获得各个尺寸相同的图像分块；
明暗层次识别设备，分别与所述第一分割设备和所述第二分割设备连接，用于将所述第一分割设备输出的各个图像分块中处于所述GAMMA调整图像内L形上的多个图像分块的多个明暗层次等级的均值作为第一明暗层次等级均值，将所述第二分割设备输出的各个图像分块中处于所述实时采集图像内L形上的多个图像分块的多个明暗层次等级的均值作为第二明暗层次等级均值；
即时锐化设备，分别与所述明暗层次识别设备和所述GAMMA调整设备连接，用于在所述第一明暗层次等级均值为所述第二明暗层次等级均值的1.2倍以下时，对所述GAMMA调整图像执行即时锐化处理，以获得即时锐化图像；
树体鉴别设备，与所述即时锐化设备连接，用于基于树体成像特征对所述即时锐化图像执行树体目标搜索，以在搜索成功时，将搜索到的景深最浅的树体目标的景深作为参考目标景深输出；
其中，所述转速修正设备还用于在所述参考目标景深大于所述预设景深阈值时，维持所述柴油机的实时转速；
其中，所述转速修正设备还用于在接收到所述第二驱动命令时，维持所述柴油机的实时转速。
在所述防护型开沟除草机中：在所述即时锐化设备中，还用于在所述第一明暗层次等级均值为所述第二明暗层次等级均值的1.2倍以上时，停止对所述GAMMA调整图像执行即时锐化处理，将所述GAMMA调整图像作为即时锐化图像输出。
在所述防护型开沟除草机中：所述即时锐化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。
在所述防护型开沟除草机中，还包括：
针对性滤波设备，分别与所述嵌入式摄像机和所述GAMMA调整设备连接，包括轮廓检测子设备、模式分析子设备、动态中值滤波子设备和动态小波滤波子设备，所述轮廓检测子设备、所述模式分析子设备、所述动态中值滤波子设备和所述动态小波滤波子设备按顺序连接。
在所述防护型开沟除草机中：所述轮廓检测子设备，用于接收所述实时采集图像，并判断所述实时采集图像中的目标轮廓；所述模式分析设备与所述轮廓检测设备连接，用于接收所述实时采集图像中的目标轮廓，并基于所述实时采集图像中的目标轮廓确定中值滤波模板和滤波小波基。
在所述防护型开沟除草机中：所述动态中值滤波子设备与所述模式分析设备连接，用于对组成所述目标轮廓的每一个轮廓像素，基于所述模式分析设备确定的中值滤波模板根据以其为中心的中值滤波窗口内的像素分布确定不同的滤波策略，所述基于所述模式分析设备确定的中值滤波模板根据以其为中心的中值滤波窗口内的像素分布确定不同的滤波策略包括：当中值滤波窗口内的目标像素数量大于等于中值滤波窗口内的非目标像素数量时，取各个目标像素的像素值的均值作为所述轮廓像素的像素值，当中值滤波窗口内的目标像素数量小于中值滤波窗口内的非目标像素数量时，取各个非目标像素的像素值的均值作为所述轮廓像素的像素值，所述动态中值滤波子设备还用于对所述实时采集图像中不属于所述目标轮廓的每一个非轮廓像素，基于所述中值滤波模板根据以其为中心的中值滤波窗口内的所有像素的像素值的均值作为所述非轮廓像素的像素值，以及所述动态中值滤波子设备还用于输出动态中值滤波图像。
在所述防护型开沟除草机中：所述动态小波滤波子设备分别与所述模式分析子设备和所述动态中值滤波子设备连接，用于接收所述动态中值滤波图像，基于所述模式分析设备确定的滤波小波基对所述动态中值滤波图像执行相应的小波滤波处理以获得动态小波滤波图像，并将所述动态小波滤波图像替换所述实时采集图像发送给所述GAMMA调整设备。
另外，所述动态小波滤波子设备中执行的相应的小波滤波处理中，小波(Wavelet)这一术语，顾名思义，“小波”就是小的波形。所谓“小”是指他具有衰减性；而称之为“波”则是指它的波动性，其振幅正负相间的震荡形式。与Fourier变换相比，小波变换是时间(空间)频率的局部化分析，他通过伸缩平移运算对信号(函数)逐步进行多尺度细化，最终达到高频处时间细分，低频处频率细分，能自动适应时频信号分析的要求，从而可聚焦到信号的任意细节，解决了Fourier变换的困难问题，成为继Fourier变换以来在科学方法上的重大突破。有人把小波变换称为“数学显微镜”。
小波分析的应用是与小波分析的理论研究紧密地结合在一起地。他已经在科技信息产业领域取得了令人瞩目的成就。电子信息技术是六大高新技术中重要的一个领域，他的重要方面是图像和信号处理。现今，信号处理已经成为当代科学技术工作的重要部分，信号处理的目的就是：准确的分析、诊断、编码压缩和量化、快速传递或存储、精确地重构(或恢复)。从数学地角度来看，信号与图像处理可以统一看作是信号处理(图像可以看作是二维信号)，在小波分析地许多分析的许多应用中，都可以归结为信号处理问题。对于其性质随时间是稳定不变的信号，处理的理想工具仍然是傅立叶分析。但是在实际应用中的绝大多数信号是非稳定的，而特别适用于非稳定信号的工具就是小波分析。
采用本发明的防护型开沟除草机，针对现有技术中开沟除草设备容易误伤草场中的树体的技术问题，为了保护草场中的树体的安全，避免被开沟除草设备损伤，制定了具体树体对象越近、除草强度越小的自适应控制机制；在具体的树体对象识别中，在对图像执行GAMMA调整处理后，对GAMMA调整处理前后图像进行选定区域的明暗层次等级对比分析，还基于GAMMA调整处理前后图像进行选定区域的明暗层次等级对比分析结果，确定是否需要对GAMMA调整处理后图像执行后续的图像锐化操作；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 (3)
1.一种防护型开沟除草机，其特征在于，包括：
开沟除草结构，包括消声器、滤清器、档位控制开关、离合器、转弯控制设备、底盘、除草主体、柴油机、手扶支架、手柄和手摇启动设备；
其中，所述消声器和所述滤清器并排设置，所述档位控制开关设置在所述手柄上，所述手柄的底部与所述手扶支架的顶部连接；
所述手摇启动设备设置在柴油机上，所述底盘设置在所述手摇启动设备的下方；
所述离合器和所述转弯控制设备并排设置，且所述离合器和所述转弯控制设备都位于所述手柄的顶端；
转速修正设备，分别与树体鉴别设备和柴油机连接，用于在参考目标景深小于等于预设景深阈值时，基于所述参考目标景深修正所述柴油机的实时转速，以使得所述参考目标景深越小，所述实时转速越低；
所述树体鉴别设备还用于在搜索成功时，发出第一驱动命令，在搜索失败时，发出第二驱动命令；
嵌入式摄像机，嵌入在所述除草主体的保护外罩内，用于对所述除草主体的前方执行摄像操作，以获得并输出实时采集图像；
GAMMA调整设备，与所述嵌入式摄像机连接，用于接收所述实时采集图像，对所述实时采集图像执行GAMMA调整处理，以获得对应的GAMMA调整图像；
第一分割设备，用于识别所述GAMMA调整图像中的各个对象，对所述各个对象的尺寸进行比较，以确定其中的最大尺寸的对象，并基于所述最大尺寸的对象的尺寸对所述GAMMA调整图像进行图像分割，以获得各个尺寸相同的图像分块，其中，所述最大尺寸的目标的尺寸越大，获得的图像分块越大；
第二分割设备，分别与所述第一分割设备和所述GAMMA调整设备连接，对所述实时采集图像执行与所述第一分割设备相同尺寸的图像分块处理，以获得各个尺寸相同的图像分块；
明暗层次识别设备，分别与所述第一分割设备和所述第二分割设备连接，用于将所述第一分割设备输出的各个图像分块中处于所述GAMMA调整图像内L形上的多个图像分块的多个明暗层次等级的均值作为第一明暗层次等级均值，将所述第二分割设备输出的各个图像分块中处于所述实时采集图像内L形上的多个图像分块的多个明暗层次等级的均值作为第二明暗层次等级均值；
即时锐化设备，分别与所述明暗层次识别设备和所述GAMMA调整设备连接，用于在所述第一明暗层次等级均值为所述第二明暗层次等级均值的1.2倍以下时，对所述GAMMA调整图像执行即时锐化处理，以获得即时锐化图像；
树体鉴别设备，与所述即时锐化设备连接，用于基于树体成像特征对所述即时锐化图像执行树体目标搜索，以在搜索成功时，将搜索到的景深最浅的树体目标的景深作为参考目标景深输出；
其中，所述转速修正设备还用于在所述参考目标景深大于所述预设景深阈值时，维持所述柴油机的实时转速；
其中，所述转速修正设备还用于在接收到所述第二驱动命令时，维持所述柴油机的实时转速。
2.如权利要求1所述的防护型开沟除草机，其特征在于：
在所述即时锐化设备中，还用于在所述第一明暗层次等级均值为所述第二明暗层次等级均值的1.2倍以上时，停止对所述GAMMA调整图像执行即时锐化处理，将所述GAMMA调整图像作为即时锐化图像输出。
3.如权利要求2所述的防护型开沟除草机，其特征在于：
所述即时锐化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。
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