CN114051801A - 基于电流曲线分析的插苗控制方法、装置及存储介质 - Google Patents

基于电流曲线分析的插苗控制方法、装置及存储介质 Download PDF

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CN114051801A CN202111254503.8A CN202111254503A CN114051801A CN 114051801 A CN114051801 A CN 114051801A CN 202111254503 A CN202111254503 A CN 202111254503A CN 114051801 A CN114051801 A CN 114051801A
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Abstract

本发明公开了基于电流曲线分析的插苗控制方法、装置及存储介质,方法包括:获取所述插苗机构底部的压力传感器的压力数据;获取所述插苗机构的气缸上的位移传感器获取树苗深度数据;当所述压力数据和所述树苗深度数据满足第一要求后,通过YOLO网络检测目标植株的站立状态;当所述目标植株的站立状态满足第二要求后,通过所述插苗机构的推杆电机对所述目标植株进行预设限度内的推杆;根据所述推杆操作产生的电机的电流变化信息,确定所述目标植株的稳定性。本发明能够在不伤害树苗的情况下进行自动插苗,并能够对树苗稳定性进行分析,可广泛应用于自动化控制技术领域。

Description

基于电流曲线分析的插苗控制方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及自动化控制技术领域,尤其是基于电流曲线分析的插苗控制方法、装置及存储介质。
背景技术
随着科学技术的发展,机械性的劳作逐步走向自动化,而植树造林这一工作不再是简单的人力劳作,越来越多的自动化设备运用到了植树造林中。而自动化设备在沙漠、荒地环境植树并不仅仅是简单地把树种到土里就行了,还需要确保埋下土的树苗已经“根深蒂固”,不会因为一阵风就吹倒。面对目前如此大面积的人工防护林,自动化种苗设备除应具有种苗能力外,还应当具备判断树苗是否稳固从而正常生长的方法,以此来增加树苗的成活率。
目前,还没有技术针对树苗是否牢固进行检查控制。而对于一般物体的牢固程度检测,现有技术一般是通过压力传感器实现对物体牢固程度的监测以此获得某一未知的受力信息,根据受力信息来判断目标物是否牢固。这一方式对于树苗来说不太合适,因为监测的目的是为了让树苗的成活率增高,而用压感就会导致树苗收到不必要的力的作用,反而会适得其反,导致树苗受损。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供基于电流曲线分析的插苗控制方法、装置及存储介质,在不伤害树苗的情况下进行自动插苗,并能够对树苗稳定性进行分析。
本发明的一方面提供了一种基于电流曲线分析的插苗控制方法,包括:
通过插苗机构进行插苗操作;
获取所述插苗机构底部的压力传感器的压力数据;
获取所述插苗机构的气缸上的位移传感器获取树苗深度数据;
当所述压力数据和所述树苗深度数据满足第一要求后,通过YOLO网络检测目标植株的站立状态;
当所述目标植株的站立状态满足第二要求后,通过所述插苗机构的推杆电机对所述目标植株进行预设限度内的推杆;
根据所述推杆操作产生的电机的电流变化信息,确定所述目标植株的稳定性。
可选地,所述根据所述推杆操作产生的电机的电流变化信息,确定所述目标植株的稳定性,包括:
对标准树苗进行测试操作,获取所述推杆电机在设定工况下的空载电流;
获取所述推杆在触碰到所述标准树苗时的第一电流值;
根据所述空载电流和所述第一电流值,计算目标阈值;
在检测阶段,记录所述推杆未碰到所述目标植株时的第二电流值;
控制所述推杆继续工作直至触碰到所述目标植株,实时记录所述推杆电机的第三电流值;
当所述第三电流值发生瞬间增大时,启动计时功能,以使所述推杆在限定时间范围内移动;
记录所述推杆电机在限定时间范围内的电流数列;
对所述电流数列进行拟合滤波处理,得到中值电流;
根据所述中值电流和所述第二电流值,计算检测阈值;
当所述检测阈值处于所述目标阈值的范围内时,确定所述目标植株插苗稳定。
可选地,所述目标阈值的计算公式为:
RT=Am/A1;
所述检测阈值的计算公式为:
Rr=An/A1;
其中,RT代表目标阈值;Am代表所述第一电流值;A1代表所述空载电流;Rr代表所述检测阈值;An代表所述中值电流。
可选地,所述通过YOLO网络检测目标植株的站立状态,包括:
采用YOLOv5目标检测算法,对目标植株进行目标检测,获取所述目标植株的空间位置信息;
通过OpenCV视觉库检测所述目标植株与地面之间的夹角;
根据所述夹角,判断所述目标植株是否插苗成功。
可选地,所述通过OpenCV视觉库检测所述目标植株与地面之间的夹角,包括:
对所述目标植株的区域进行边缘提取;
通过线性拟合滤波预测直线斜率;
根据所述直线斜率计算所述目标植株与地面之间的夹角。
可选地,所述根据所述夹角,判断所述目标植株是否插苗成功,包括:
当所述夹角与90°之间的偏差值大于预设角度值时,判定所述目标植株插苗失败;当所述夹角与90°之间的偏差值小于或者等于所述预设角度值时,判定所述目标植株插苗成功。
本发明实施例的另一方面提供了一种基于电流曲线分析的插苗控制装置,包括:
第一模块,用于通过插苗机构进行插苗操作;
第二模块,用于获取所述插苗机构底部的压力传感器的压力数据;
第三模块,用于获取所述插苗机构的气缸上的位移传感器获取树苗深度数据;
第四模块,用于当所述压力数据和所述树苗深度数据满足第一要求后,通过YOLO网络检测目标植株的站立状态;
第五模块,用于当所述目标植株的站立状态满足第二要求后,通过所述插苗机构的推杆电机对所述目标植株进行预设限度内的推杆;
第六模块,用于根据所述推杆操作产生的电机的电流变化信息,确定所述目标植株的稳定性。
本发明实施例的另一方面提供了一种电子设备,包括处理器以及存储器;
所述存储器用于存储程序;
所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
本发明实施例的另一方面提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有程序,所述程序被处理器执行实现如前面所述的方法。
本发明实施例的另一方面提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现前面所述的方法。
本发明的实施例通过插苗机构进行插苗操作;获取所述插苗机构底部的压力传感器的压力数据;获取所述插苗机构的气缸上的位移传感器获取树苗深度数据;当所述压力数据和所述树苗深度数据满足第一要求后,通过YOLO网络检测目标植株的站立状态;当所述目标植株的站立状态满足第二要求后,通过所述插苗机构的推杆电机对所述目标植株进行预设限度内的推杆;根据所述推杆操作产生的电机的电流变化信息,确定所述目标植株的稳定性。本发明能够在不伤害树苗的情况下进行自动插苗,并能够对树苗稳定性进行分析。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的整体步骤流程图;
图2为本发明实施例提供的插苗机构的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
针对现有技术存在的问题,本发明实施例提供了一种基于电流曲线分析的插苗控制方法,
包括:
通过插苗机构进行插苗操作;
获取所述插苗机构底部的压力传感器的压力数据;
获取所述插苗机构的气缸上的位移传感器获取树苗深度数据;
当所述压力数据和所述树苗深度数据满足第一要求后,通过YOLO网络检测目标植株的站立状态;
当所述目标植株的站立状态满足第二要求后,通过所述插苗机构的推杆电机对所述目标植株进行预设限度内的推杆;
根据所述推杆操作产生的电机的电流变化信息,确定所述目标植株的稳定性。
可选地,所述根据所述推杆操作产生的电机的电流变化信息,确定所述目标植株的稳定性,包括:
对标准树苗进行测试操作,获取所述推杆电机在设定工况下的空载电流;
获取所述推杆在触碰到所述标准树苗时的第一电流值;
根据所述空载电流和所述第一电流值,计算目标阈值;
在检测阶段,记录所述推杆未碰到所述目标植株时的第二电流值;
控制所述推杆继续工作直至触碰到所述目标植株,实时记录所述推杆电机的第三电流值;
当所述第三电流值发生瞬间增大时,启动计时功能,以使所述推杆在限定时间范围内移动;
记录所述推杆电机在限定时间范围内的电流数列;
对所述电流数列进行拟合滤波处理,得到中值电流;
根据所述中值电流和所述第二电流值,计算检测阈值;
当所述检测阈值处于所述目标阈值的范围内时,确定所述目标植株插苗稳定。
可选地,所述目标阈值的计算公式为:
RT=Am/A1;
所述检测阈值的计算公式为:
Rr=An/A1;
其中,RT代表目标阈值;Am代表所述第一电流值;A1代表所述空载电流;Rr代表所述检测阈值;An代表所述中值电流。
可选地,所述通过YOLO网络检测目标植株的站立状态,包括:
采用YOLOv5目标检测算法,对目标植株进行目标检测,获取所述目标植株的空间位置信息;
通过OpenCV视觉库检测所述目标植株与地面之间的夹角;
根据所述夹角,判断所述目标植株是否插苗成功。
可选地,所述通过OpenCV视觉库检测所述目标植株与地面之间的夹角,包括:
对所述目标植株的区域进行边缘提取;
通过线性拟合滤波预测直线斜率;
根据所述直线斜率计算所述目标植株与地面之间的夹角。
可选地,所述根据所述夹角,判断所述目标植株是否插苗成功,包括:
当所述夹角与90°之间的偏差值大于预设角度值时,判定所述目标植株插苗失败;当所述夹角与90°之间的偏差值小于或者等于所述预设角度值时,判定所述目标植株插苗成功。
本发明实施例的另一方面提供了一种基于电流曲线分析的插苗控制装置,包括:
第一模块,用于通过插苗机构进行插苗操作;
第二模块,用于获取所述插苗机构底部的压力传感器的压力数据;
第三模块,用于获取所述插苗机构的气缸上的位移传感器获取树苗深度数据;
第四模块,用于当所述压力数据和所述树苗深度数据满足第一要求后,通过YOLO网络检测目标植株的站立状态;
第五模块,用于当所述目标植株的站立状态满足第二要求后,通过所述插苗机构的推杆电机对所述目标植株进行预设限度内的推杆;
第六模块,用于根据所述推杆操作产生的电机的电流变化信息,确定所述目标植株的稳定性。
本发明实施例的另一方面提供了一种电子设备,包括处理器以及存储器;
所述存储器用于存储程序;
所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
本发明实施例的另一方面提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有程序,所述程序被处理器执行实现如前面所述的方法。
本发明实施例的另一方面提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现前面所述的方法。
由于现有技术一般是通过压力传感器实现对物体牢固程度的监测以此获得某一未知的受力信息,根据受力信息来判断目标物是否牢固。这一方式对于树苗来说不太合适,因为监测的目的是为了让树苗的成活率增高,而用压感就会导致树苗收到不必要的力的作用,反而会适得其反。
本发明的目的是设计一种能自动植树的智能机器人,结合自动控制技术和机器视觉算法(目标检测技术)与人类行为分析学,能够在保护树苗不被损坏的前提下进行全自动插苗,并在保持相对低廉的成本的情况下对插苗的结果进行恰当的评价。当结果不合格时(插苗失败时),能根据客户的需求做相应的决策,如:自动进行标记树苗编号和位置以便于后续的处理。
本发明的流程图如图1所示,采用了多传感器融合、控制与机器视觉结合的技术来完成插苗过程。该发明涵盖了从插苗到结果的评价的完整过程。当机构开始插苗时,使用插杆(保护树苗)底部的压力传感器实时监控全程压力,同时使用气缸上的位移传感器检测气缸位移是否达到植树标准(树苗是否插入地够深)。当这两者均达标后,进入插苗结果的评价阶段。评价阶段采用较为可靠的机械-电子分析系统,结合少量机器视觉技术以提高机器插苗效率。先使用YOLO网络进行目标检测,检测目标植株的站立状态,通过后进入稳定性评价环节。使用微型推杆电机轻轻在一定限度内推杆,慢慢接触树苗,检测电机在这个过程中的电流变化(与电机负载形成强正相关的映射关系)以判断树苗的稳定性。
本发明实施例的电流稳定性评价机制如下:测试阶段(读取标准电流比例阈值):先对人为认定插好的树苗执行接下来测试的操作,记录选定的推杆电机在设定工况下的空载电流A1,再检测碰到插好的树苗的电流值Am。计算R=Am/A1的阈值RT={Rmin~Rmax}。检测阶段(实际使用作稳定性判断):使用微型推杆电机向前推杆,并记录未碰到树苗时的电流值A1。当电流A瞬间有大幅度增大时,在单片机(控制器)中启用新的线程用于计时,使推杆持续时间在限定范围内(限制推杆位移,防止对植物造成损伤),同时记录下每一次电机电流形成数列An。对An中的数据进行线性拟合滤波,求得滤波曲线的中值电流Am。计算Rr=Am/A1。判断[Rr∈RT]是否成立。若成立,则插苗成功,否则插苗失败。
本发明将多传感器进行融合,结合接触式压力传感器(反馈检测头)、位移传感器、土壤湿度传感器等,通过对传感器输出函数曲线进行相关的判断,以检测插苗插入情况。通过使用电流传感器判断电流变化的导数值与其变化的百分比,形成与“推杆电机受到的阻力”的关联,使用滤波算法进行处理后执行相关的判断。
本发明还采用机器视觉技术:采用YOLO系列目标检测算法(如:YOLOv5),针对树苗进行目标检测,捕获树苗空间位置后,结合OpenCV(开放源代码计算机视觉库)可进行树苗与地面的夹角检测,对目标树苗区域进行边缘提取,使用线性拟合滤波预测直线斜率k,计算夹角α=tan-1(k),用于判断树苗是否直立(判断角度是否在范围内)。当夹角与90°偏差过大则说明树苗插苗失败,无需进行后续的检测。
如图2所示,左侧“微型检测电动推杆”就是本发明实施例的关键部分,用于检测植物的种植的植株稳定性的核心部件。中间的“插坑动力气缸”是用于提供插苗所需的冲击动力,将树苗和插杆一起插入土壤中,同时对沙地进行适当的补水和高压气体的注入,用于提高插坑的成功率(疏松土地),底部的“反馈检测头”用于反馈受力信息,用于判断插坑处的土壤性质,检测是否适合插坑。同时判断是否遇到了石头等硬物。树苗将在用于插坑的刚性棍子中被保护,防止其在插坑中受到破坏。
综上所述,本发明结合了树苗的姿态检测与物理检测,先通过计算机视觉加速检测,提高生产效率;再通过模拟人“推一下”植株的方式检测植株的插入稳定性,结合了机器和人的优势。机器视觉加速计划:当检测到树苗与地面的角度明显偏离90°的时候,说明此次插苗显然已经失败,无需继续浪费时间进行对其状态的检测(推杆检测法)。而当机器视觉检测过后,仍然无法精确判断植株是否已经稳定的固定在土地上,此时使用一些较为成熟的技术(如:推杆检测)直接与树苗进行物理接触,可以提高检测的准确率和可信度。而现在的技术,大部分并没有使用多传感器融合技术与多重判断技术解决插苗的问题,大部分自动插苗机只能进行简单的插苗,至于插入之后的检测并没有相关的技术或实践。本发明在插苗后继续对插苗的结果进行评价,提高树苗存活的成功率。
另外,本发明在插苗过程中,会融合多传感器进行土壤情况的判断,当土壤情况不适合插苗时会做出相关的报警预后续处理(如:换个位置重新插苗),同时对插苗深度进行初步的评价,当符合这些插苗成功最基本的特征后,再进行插苗稳定性的判断。预处理阶段,使用了机器视觉技术以提高机器插苗预检测的效率,后续检测使用模拟人手的行为,有物理接触的方式去试探树苗的稳定性,在不破坏树苗的情况下,最精确地检测树苗插入的稳定性,实现整个插苗系统的高效运行。
在一些可选择的实施例中,在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如,取决于所涉及的功能/操作,连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外,在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供,目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的,其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外,虽然在功能性模块的背景下描述了本发明,但应当理解的是,除非另有相反说明,所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中,或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是,有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说,考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下,在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此,本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是,所公开的特定概念仅仅是说明性的,并不意在限制本发明的范围,本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.基于电流曲线分析的插苗控制方法,其特征在于,包括:
通过插苗机构进行插苗操作;
获取所述插苗机构底部的压力传感器的压力数据;
获取所述插苗机构的气缸上的位移传感器获取树苗深度数据;
当所述压力数据和所述树苗深度数据满足第一要求后,通过YOLO网络检测目标植株的站立状态;
当所述目标植株的站立状态满足第二要求后,通过所述插苗机构的推杆电机对所述目标植株进行预设限度内的推杆;
根据所述推杆操作产生的电机的电流变化信息,确定所述目标植株的稳定性。
2.根据权利要求1所述的基于电流曲线分析的插苗控制方法,其特征在于,所述根据所述推杆操作产生的电机的电流变化信息,确定所述目标植株的稳定性,包括:
对标准树苗进行测试操作,获取所述推杆电机在设定工况下的空载电流;
获取所述推杆在触碰到所述标准树苗时的第一电流值;
根据所述空载电流和所述第一电流值,计算目标阈值;
在检测阶段,记录所述推杆未碰到所述目标植株时的第二电流值;
控制所述推杆继续工作直至触碰到所述目标植株,实时记录所述推杆电机的第三电流值;
当所述第三电流值发生瞬间增大时,启动计时功能,以使所述推杆在限定时间范围内移动;
记录所述推杆电机在限定时间范围内的电流数列;
对所述电流数列进行拟合滤波处理,得到中值电流;
根据所述中值电流和所述第二电流值,计算检测阈值;
当所述检测阈值处于所述目标阈值的范围内时,确定所述目标植株插苗稳定。
3.根据权利要求2所述的基于电流曲线分析的插苗控制方法,其特征在于,
所述目标阈值的计算公式为:
RT=Am/A1;
所述检测阈值的计算公式为:
Rr=An/A1;
其中,RT代表目标阈值;Am代表所述第一电流值;A1代表所述空载电流;Rr代表所述检测阈值;An代表所述中值电流。
4.根据权利要求1所述的基于电流曲线分析的插苗控制方法,其特征在于,所述通过YOLO网络检测目标植株的站立状态,包括:
采用YOLOv5目标检测算法,对目标植株进行目标检测,获取所述目标植株的空间位置信息;
通过OpenCV视觉库检测所述目标植株与地面之间的夹角;
根据所述夹角,判断所述目标植株是否插苗成功。
5.根据权利要求4所述的基于电流曲线分析的插苗控制方法,其特征在于,所述通过OpenCV视觉库检测所述目标植株与地面之间的夹角,包括:
对所述目标植株的区域进行边缘提取;
通过线性拟合滤波预测直线斜率;
根据所述直线斜率计算所述目标植株与地面之间的夹角。
6.根据权利要求4所述的基于电流曲线分析的插苗控制方法,其特征在于,所述根据所述夹角,判断所述目标植株是否插苗成功,包括:
当所述夹角与90°之间的偏差值大于预设角度值时,判定所述目标植株插苗失败;当所述夹角与90°之间的偏差值小于或者等于所述预设角度值时,判定所述目标植株插苗成功。
7.基于电流曲线分析的插苗控制装置,其特征在于,包括:
第一模块,用于通过插苗机构进行插苗操作;
第二模块,用于获取所述插苗机构底部的压力传感器的压力数据;
第三模块,用于获取所述插苗机构的气缸上的位移传感器获取树苗深度数据;
第四模块,用于当所述压力数据和所述树苗深度数据满足第一要求后,通过YOLO网络检测目标植株的站立状态;
第五模块,用于当所述目标植株的站立状态满足第二要求后,通过所述插苗机构的推杆电机对所述目标植株进行预设限度内的推杆;
第六模块,用于根据所述推杆操作产生的电机的电流变化信息,确定所述目标植株的稳定性。
8.一种电子设备,其特征在于,包括处理器以及存储器;
所述存储器用于存储程序;
所述处理器执行所述程序实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有程序,所述程序被处理器执行实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任意一项所述的方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115219086A (zh) * 2022-06-28 2022-10-21 中国第一汽车股份有限公司 一种压力传感器的识别方法、装置、设备及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0705365A2 (pt) * 2007-12-13 2010-04-27 M J Dos Santos Usinagem Epp dispositivo manual para plantio de mudas vegetais
CN211090614U (zh) * 2019-09-18 2020-07-28 山东乐道农业科技有限公司 一种肉苁蓉覆土插苗一体机
CN111587646A (zh) * 2020-06-24 2020-08-28 李芝 一种方便使用的幼苗种植器
CN111699785A (zh) * 2020-06-29 2020-09-25 王传平 一种浅滩快速回填移栽机
CN113057084A (zh) * 2021-04-13 2021-07-02 内蒙古中航民富科技有限公司 一种苗木种植装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0705365A2 (pt) * 2007-12-13 2010-04-27 M J Dos Santos Usinagem Epp dispositivo manual para plantio de mudas vegetais
CN211090614U (zh) * 2019-09-18 2020-07-28 山东乐道农业科技有限公司 一种肉苁蓉覆土插苗一体机
CN111587646A (zh) * 2020-06-24 2020-08-28 李芝 一种方便使用的幼苗种植器
CN111699785A (zh) * 2020-06-29 2020-09-25 王传平 一种浅滩快速回填移栽机
CN113057084A (zh) * 2021-04-13 2021-07-02 内蒙古中航民富科技有限公司 一种苗木种植装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115219086A (zh) * 2022-06-28 2022-10-21 中国第一汽车股份有限公司 一种压力传感器的识别方法、装置、设备及存储介质
CN115219086B (zh) * 2022-06-28 2024-05-03 中国第一汽车股份有限公司 一种压力传感器的识别方法、装置、设备及存储介质

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