CN110989601A - 一种基于图像识别的道路绿化带修剪机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于图像识别的道路绿化带修剪机，在现有修剪机基础上，在支撑立柱的下端设有能够驱动支撑立柱左右移动的电动横移结构，底板下段设有右车侧靠板右侧且处于右车侧靠板右侧的部分伸出承载车体，底板伸出承载车体的部分设有下寻线摄像头，电动修剪头上设有绿化带摄像头，而设置一个控制器分别与电动横移结构、下寻线摄像头和绿化带摄像头电性连接且分别接收下寻线摄像头和绿化带摄像头的视频信号，控制器以图像识别算法分别识别出两个视频信号中的道路白线和绿化带障碍物且控制电动横移结构，以横向调节电动修剪头。本发明能够使得电动修剪头既能够不受承载车体在道路上运行轨迹的变化，又能够自动躲避绿化带中的障碍物。
Description
技术领域
本发明涉及道路绿化带修剪机的技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的道路绿化带修剪机。
背景技术
绿化带，指的是供绿化的条形地带。可以消除视觉疲劳、净化环境、美化城市、减少交通事故等作用，在城市占据着不可取代的重要地位。绿化带的分隔交通，具有安全功能。绿化带具有美化城市的作用，消除司机视觉上的疲劳，种植乔木绿化带还可以改变道路的空间尺度，使道路空间具有良好的宽高比。此外，还有净化环境作用，能滞尘，减弱噪声，吸收有害气体，释放氧气。
绿化带的宽度和道路宽度比例要适宜，道路两边有建筑物，绿化带宽度不宜超过3米，并预留4米以上人行道。也可设计宽度4米以上人行道栽植一排行道树，达到基本的绿化和遮萌。
基于绿化带上述重要性，为了满足绿化带的生长需要和美观需要，需要定期对绿化带进行修剪，常用的修剪工具包括手动长剪和电动修剪机，其中电动修剪机一般会放置在承载车体上，承载车体在道路上行驶，电动修剪机向右伸出承载车体对绿化带进行修剪，相对手动修剪，电动修剪机的修剪效率高，省时省力。
但经过研究发现，现有的道路绿化带修剪机的电动修剪头修剪尺寸一定，承载车辆为了满足修剪精度的需要，需要较慢地形式，较为严重地限制了修剪效率，而实质是因为电动修剪机与承载车体之间难以有效配合，使得如果承载车体的行驶轨迹与绿化带的延伸方向发生偏移，电动修剪机的修剪精度降低，所以不得不降低承载车体的行驶速度，这也就是本发明要解决的矛盾点。
发明内容
针对以上现有存在的问题，本发明提供一种基于图像识别的道路绿化带修剪机，引入图像识别技术加入到电动修剪机上，并特别设计了相应的硬件结构，以配合图像识别技术，能够使得电动修剪头既能够不受承载车体在道路上运行轨迹的变化，又能够自动躲避绿化带中的障碍物。
本发明的技术方案在于：
本发明提供一种基于图像识别的道路绿化带修剪机，用于以承载车体作为移动载体的道路绿化带修剪，包括电动修剪头、平衡悬臂、支撑立柱和底板，所述底板上设有支撑立柱，所述支撑立柱竖直向上延伸且其上设有平衡悬臂，所述平衡悬臂水平向右延伸出底板的上方且右端设有朝下的电动修剪头，所述支撑立柱的下端设有能够驱动支撑立柱左右移动的电动横移结构，使得支撑立柱能够相对底板左右移动，所述底板的下端面右侧设有贴靠在承载车体右侧的右车侧靠板，所述底板处于右车侧靠板右侧的部分伸出承载车体，所述底板伸出承载车体的部分的下端设有朝下摄像的下寻线摄像头，所述下寻线摄像头对道路上靠近绿化带的白线进行实时拍摄；
所述电动修剪头上设有绿化带摄像头，所述绿化带摄像头对绿化带中的障碍物进行实时拍摄；
所述平衡悬臂的左端上设有配重控制箱，所述配重控制箱内设有控制器，所述控制器分别与电动横移结构、下寻线摄像头和绿化带摄像头电性连接且分别接收下寻线摄像头和绿化带摄像头的视频信号，所述控制器以图像识别算法分别识别出两个视频信号中的道路白线和绿化带障碍物且控制电动横移结构，以横向调节电动修剪头，使得电动修剪头既能够不受承载车体在道路上运行轨迹的变化，又能够自动躲避绿化带中的障碍物。
进一步地，所述配重控制箱和电动修剪头的重量将平衡悬臂的重心与支撑立柱的竖直中心线重合。
进一步地，所述电动修剪头包括修剪轮、驱动轴、电机安装板和驱动电机，所述平衡悬臂的右端上侧设有电机安装板，所述电机安装板上设有驱动电机，驱动电机的主轴朝下且连接有驱动轴，所述驱动轴竖直向下延伸并穿过平衡悬臂的右端且下端设有修剪轮，所述驱动电机通过驱动轴带动修剪轮转动，所述修剪轮转动完成对下方绿化带的修剪动作。
进一步地，所述修剪轮的上方设有上罩体，所述上罩体的上端中央可拆卸地设置在平衡悬臂的右端下侧且上罩体的上端面上绕着中央均布设有若干个加强筋。
进一步地，所述电动横移结构包括左压块、伺服电机、横移丝杠、横移滑轨、横移滑块、螺纹连接块和右竖板，所述支撑立柱的下端设有横移滑块，所述横移滑块的下端左右贯穿有横移滑轨，所述横移滑轨左右水平延伸且左右两端分别固定设置有左压块和右竖板，所述左压块和右竖板的下端设在底板上，所述左压块和右竖板之间铰接有横移丝杠，所述横移丝杠的左端伸出与左压块的铰接处且左端连接有伺服电机，所述横移滑块上设有螺纹连接块，所述螺纹连接块嵌套并螺纹连接在横移丝杠上，使得伺服电机驱动横移丝杠在螺纹连接块之间转动，所述横移丝杠通过横移滑块带动支撑立柱和横移滑块沿着横移滑轨左右移动，实现电动修剪头的左右移动。
进一步地，所述支撑立柱的右侧设有竖直延伸的升降丝杠，所述升降丝杠的上端两端分别铰接在支撑立柱的上端右侧与横移滑块的右端之间，所述升降丝杠的中部贯穿并螺纹连接在平衡悬臂上，所述升降丝杠上端伸出与支撑立柱的铰接处且上端固定设置有水平横向延伸的转动手柄，通过手动旋转转动手柄，驱动升降丝杠转动，带动平衡悬臂沿着支撑立柱上下升降。
进一步地，所述支撑立柱呈方形柱状结构且其竖直中心线不超过右车侧靠板，使得支撑立柱的重心不移出承载车体。
本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具体的积极有益效果为：
本发明在现有修剪机的基础上，在支撑立柱的下端设有电动横移结构，设置一个控制器分别与电动横移结构、下寻线摄像头和绿化带摄像头电性连接且分别接收下寻线摄像头和绿化带摄像头的视频信号，控制器以图像识别算法分别识别出两个视频信号中的道路白线和绿化带障碍物且控制电动横移结构，以横向调节电动修剪头，能够使得电动修剪头既能够不受承载车体在道路上运行轨迹的变化，又能够自动躲避绿化带中的障碍物。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明在另一个视角下的结构示意图。
图中：1-转动手柄，2-支撑立柱，3-升降丝杠，4-配重控制箱，5-左压块，6-伺服电机，7-横移丝杠，8-横移滑轨，9-横移滑块，10-螺纹连接块，11-底板，12-右车侧靠板，13-下寻线摄像头，14-右竖板，15-修剪轮，16-驱动轴，17-绿化带摄像头，18-上罩体，19-加强筋，20-电机安装板，21-驱动电机，22-平衡悬臂。
具体实施方式
实施例一：
如附图1和附图2所示，本发明提供一种基于图像识别的道路绿化带修剪机，用于以承载车体作为移动载体的道路绿化带修剪，包括电动修剪头、平衡悬臂22、支撑立柱2和底板11，底板11上设有支撑立柱2，支撑立柱2竖直向上延伸且其上设有平衡悬臂22，平衡悬臂22水平向右延伸出底板11的上方且右端设有朝下的电动修剪头，支撑立柱2的下端设有能够驱动支撑立柱2左右移动的电动横移结构，使得支撑立柱2能够相对底板11左右移动，底板11的下端面右侧设有贴靠在承载车体右侧的右车侧靠板12，底板11处于右车侧靠板12右侧的部分伸出承载车体，底板11伸出承载车体的部分的下端设有朝下摄像的下寻线摄像头13，下寻线摄像头13对道路上靠近绿化带的白线进行实时拍摄；
电动修剪头上设有绿化带摄像头17，绿化带摄像头17对绿化带中的障碍物进行实时拍摄；
平衡悬臂22的左端上设有配重控制箱4，配重控制箱4内设有控制器，控制器分别与电动横移结构、下寻线摄像头13和绿化带摄像头17电性连接且分别接收下寻线摄像头13和绿化带摄像头17的视频信号，控制器以图像识别算法分别识别出两个视频信号中的道路白线和绿化带障碍物且控制电动横移结构，以横向调节电动修剪头，使得电动修剪头既能够不受承载车体在道路上运行轨迹的变化，又能够自动躲避绿化带中的障碍物。
其中，支撑立柱2呈方形柱状结构以使得平衡悬臂22不会相对支撑立柱2发生转动，而配重控制箱4和电动修剪头的重量将平衡悬臂22的重心与支撑立柱2的竖直中心线重合，支撑立柱2的竖直中心线不超过右车侧靠板12，使得支撑立柱2的重心不移出承载车体。
其中，电动修剪头包括修剪轮15、驱动轴16、上罩体18、加强筋19、电机安装板20和驱动电机21，平衡悬臂22的右端上侧设有电机安装板20，电机安装板20上设有驱动电机21，驱动电机21的主轴朝下且连接有驱动轴16，驱动轴16竖直向下延伸并穿过平衡悬臂22的右端且下端设有修剪轮15，驱动电机21通过驱动轴16带动修剪轮15转动，修剪轮15转动完成对下方绿化带的修剪动作，而修剪轮15的上方设有上罩体18，上罩体18的上端中央可拆卸地设置在平衡悬臂22的右端下侧且上罩体18的上端面上绕着中央均布设有若干个加强筋19。
其中，电动横移结构包括左压块5、伺服电机6、横移丝杠7、横移滑轨8、横移滑块9、螺纹连接块10和右竖板14，支撑立柱2的下端设有横移滑块9，横移滑块9的下端左右贯穿有横移滑轨8，横移滑轨8左右水平延伸且左右两端分别固定设置有左压块5和右竖板14，左压块5和右竖板14的下端设在底板11上，左压块5和右竖板14之间铰接有横移丝杠7，横移丝杠7的左端伸出与左压块5的铰接处且左端连接有伺服电机6，横移滑块9上设有螺纹连接块10，螺纹连接块10嵌套并螺纹连接在横移丝杠7上，使得伺服电机6驱动横移丝杠7在螺纹连接块10之间转动，横移丝杠7通过横移滑块9带动支撑立柱2和横移滑块9沿着横移滑轨8左右移动，实现电动修剪头的左右移动。
其中，为了实现对绿化带修剪高度的调节，在支撑立柱2的右侧设有竖直延伸的升降丝杠3，升降丝杠3的上端两端分别铰接在支撑立柱2的上端右侧与横移滑块9的右端之间，升降丝杠3的中部贯穿并螺纹连接在平衡悬臂22上，升降丝杠3上端伸出与支撑立柱2的铰接处且上端固定设置有水平横向延伸的转动手柄1，通过手动旋转转动手柄1，驱动升降丝杠3转动，带动平衡悬臂22沿着支撑立柱2上下升降。
其中，图像识别算法为faster R-cnn算法等常见的图像识别算法，对应地控制器为以ARM芯片为基础的控制器，都是现有技术，不是本发明发明点，是支撑实现本发明发明点的支点技术。
Claims (7)
1.一种基于图像识别的道路绿化带修剪机，用于以承载车体作为移动载体的道路绿化带修剪，包括电动修剪头、平衡悬臂、支撑立柱和底板，所述底板上设有支撑立柱，所述支撑立柱竖直向上延伸且其上设有平衡悬臂，所述平衡悬臂水平向右延伸出底板的上方且右端设有朝下的电动修剪头，其特征在于：所述支撑立柱的下端设有能够驱动支撑立柱左右移动的电动横移结构，使得支撑立柱能够相对底板左右移动，所述底板的下端面右侧设有贴靠在承载车体右侧的右车侧靠板，所述底板处于右车侧靠板右侧的部分伸出承载车体，所述底板伸出承载车体的部分的下端设有朝下摄像的下寻线摄像头，所述下寻线摄像头对道路上靠近绿化带的白线进行实时拍摄；
所述电动修剪头上设有绿化带摄像头，所述绿化带摄像头对绿化带中的障碍物进行实时拍摄；
所述平衡悬臂的左端上设有配重控制箱，所述配重控制箱内设有控制器，所述控制器分别与电动横移结构、下寻线摄像头和绿化带摄像头电性连接且分别接收下寻线摄像头和绿化带摄像头的视频信号，所述控制器以图像识别算法分别识别出两个视频信号中的道路白线和绿化带障碍物且控制电动横移结构，以横向调节电动修剪头，使得电动修剪头既能够不受承载车体在道路上运行轨迹的变化，又能够自动躲避绿化带中的障碍物。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的道路绿化带修剪机，其特征在于：所述配重控制箱和电动修剪头的重量将平衡悬臂的重心与支撑立柱的竖直中心线重合。
3.根据权利要求2所述的一种基于图像识别的道路绿化带修剪机，其特征在于：所述电动修剪头包括修剪轮、驱动轴、电机安装板和驱动电机，所述平衡悬臂的右端上侧设有电机安装板，所述电机安装板上设有驱动电机，驱动电机的主轴朝下且连接有驱动轴，所述驱动轴竖直向下延伸并穿过平衡悬臂的右端且下端设有修剪轮，所述驱动电机通过驱动轴带动修剪轮转动，所述修剪轮转动完成对下方绿化带的修剪动作。
4.根据权利要求3所述的一种基于图像识别的道路绿化带修剪机，其特征在于：所述修剪轮的上方设有上罩体，所述上罩体的上端中央可拆卸地设置在平衡悬臂的右端下侧且上罩体的上端面上绕着中央均布设有若干个加强筋。
5.根据权利要求4所述的一种基于图像识别的道路绿化带修剪机，其特征在于：所述电动横移结构包括左压块、伺服电机、横移丝杠、横移滑轨、横移滑块、螺纹连接块和右竖板，所述支撑立柱的下端设有横移滑块，所述横移滑块的下端左右贯穿有横移滑轨，所述横移滑轨左右水平延伸且左右两端分别固定设置有左压块和右竖板，所述左压块和右竖板的下端设在底板上，所述左压块和右竖板之间铰接有横移丝杠，所述横移丝杠的左端伸出与左压块的铰接处且左端连接有伺服电机，所述横移滑块上设有螺纹连接块，所述螺纹连接块嵌套并螺纹连接在横移丝杠上，使得伺服电机驱动横移丝杠在螺纹连接块之间转动，所述横移丝杠通过横移滑块带动支撑立柱和横移滑块沿着横移滑轨左右移动，实现电动修剪头的左右移动。
6.根据权利要求5所述的一种基于图像识别的道路绿化带修剪机，其特征在于：所述支撑立柱的右侧设有竖直延伸的升降丝杠，所述升降丝杠的上端两端分别铰接在支撑立柱的上端右侧与横移滑块的右端之间，所述升降丝杠的中部贯穿并螺纹连接在平衡悬臂上，所述升降丝杠上端伸出与支撑立柱的铰接处且上端固定设置有水平横向延伸的转动手柄，通过手动旋转转动手柄，驱动升降丝杠转动，带动平衡悬臂沿着支撑立柱上下升降。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种基于图像识别的道路绿化带修剪机，其特征在于：所述支撑立柱呈方形柱状结构且其竖直中心线不超过右车侧靠板，使得支撑立柱的重心不移出承载车体。
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