CN116098056A - 玉米去雄巡检机器人及利用其进行去雄的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手领域，提供一种玉米去雄巡检机器人及利用其进行去雄的方法，玉米去雄巡检机器人包括：控制终端、移动装置和去雄装置；去雄装置设置在移动装置上；控制终端包括检测模块、去雄控制模块和雄穗识别模块；检测模块用于在移动装置在预设区域移动过程中，获取玉米植株图像；雄穗识别模块用于根据玉米植株图像判断玉米植株上是否存在玉米雄穗，并在玉米植株存在雄穗的情形下根据去雄作业点预测模型，确定玉米雄穗根部位置；去雄控制模块用于根据根部位置，控制移动装置并利用去雄装置进行去雄。本发明的玉米去雄巡检机器人，通过玉米植株图像和去雄作业点预测模型，对玉米雄穗根部准确定位，提高去雄成功率。

Description

玉米去雄巡检机器人及利用其进行去雄的方法

技术领域

本发明涉及机械手领域，尤其涉及一种玉米去雄巡检机器人及利用其进行去雄的方法。

背景技术

现阶段制种玉米雄穗去除方式以人工为主，劳动强度大、去雄效率低、去雄质量难以保证。同时，制种玉米去雄作业劳动力价格高，制种企业生产成本高，严重影响制种行业高质量发展。而机械化、智能化去雄作业效率高，受自然条件和人为因素影响小，具有机动性强、智能性高、容易调配和操作条件好等特点，采用智能化机械去雄代替人工去雄是玉米制种业发展的必然趋势。

当前传统地面去雄机械容易受地形、玉米株高差异、种植密度等因素影响，雄穗单次去净率不高，存在错去、漏去等问题，传统地面机械去雄后往往需要人工或地面去雄机械多次进地复查补漏去雄。

发明内容

本发明提供一种玉米去雄巡检机器人及利用其进行去雄的方法，用以解决现有技术去雄机械容易受地形、玉米株高差异、种植密度等因素影响，存在错去、漏去等情况，导致雄穗单次去净率不高的问题。

第一方面，本发明提供一种玉米去雄巡检机器人，包括：

控制终端、移动装置和去雄装置；

所述去雄装置设置在所述移动装置上；所述控制终端包括相互电连接的检测模块、去雄控制模块和雄穗识别模块；所述去雄控制模块与所述移动装置和所述去雄装置电连接；

所述检测模块用于在所述移动装置在预设区域移动的过程中，获取玉米植株图像；

所述雄穗识别模块用于根据玉米植株图像判断玉米植株上是否存在玉米雄穗，并在玉米植株上有玉米雄穗的情形下根据去雄作业点预测模型，确定玉米雄穗的根部位置；

所述去雄控制模块用于根据根部位置，控制所述移动装置并利用所述去雄装置进行去雄。

根据本发明提供的玉米去雄巡检机器人，所述去雄装置包括：去雄模块；

所述去雄模块包括去雄支架、弹性件、导向管道、拉绳、电机和去雄组件；

所述去雄支架连接在所述移动装置的一侧，所述电机和所述导向管道连接在所述去雄支架上，所述去雄组件可滑动设置在所述导向管道中，所述弹性件固定在所述导向管道中，所述去雄组件与所述弹性件抵接，所述去雄组件的一端通过所述拉绳与所述电机的转轴连接。

根据本发明提供的玉米去雄巡检机器人，所述去雄组件包括：弹珠，所述弹珠可滑动设置在所述导向管道中，所述弹珠与所述弹性件抵接，所述弹珠的一端通过所述拉绳与所述电机的转轴连接。

根据本发明提供的玉米去雄巡检机器人，所述去雄组件包括：刀刃和刀杆；

所述刀刃与所述刀杆连接，所述刀刃和所述刀杆可滑动设置在所述导向管道中，所述刀杆与所述弹性件抵接，所述刀杆远离所述刀刃的一端通过所述拉绳与所述电机的转轴连接。

根据本发明提供的玉米去雄巡检机器人，所述刀杆上设有限位部，所述导向管道的侧壁上设有限位槽，所述限位部可滑动地设置在所述限位槽中。

根据本发明提供的玉米去雄巡检机器人，所述去雄装置还包括：主梁；

所述主梁的至少一侧设有滑轨，所述去雄模块的所述去雄支架可滑动地设置在所述滑轨上。

根据本发明提供的玉米去雄巡检机器人，所述移动装置中设有陀螺仪和减震模块，所述陀螺仪用于检测所述移动装置的倾斜程度，所述减震模块用于根据所述倾斜程度调整所述移动装置的倾斜角度。

第二方面，本发明还提供一种方法，所述方法利用上述任一项所述玉米去雄巡检机器人进行去雄，包括：

在移动装置在预设区域移动的过程中，获取玉米植株图像；

根据玉米植株图像判断玉米植株上是否存在玉米雄穗，并在玉米植株上有雄穗的情形下根据去雄作业点预测模型，确定玉米雄穗的根部位置；

根据根部位置，控制移动装置并利用去雄装置进行去雄。

根据本发明提供的利用所述玉米去雄巡检机器人进行去雄的方法，所述在移动装置在预设区域移动的过程中，获取玉米植株图像的步骤之前，包括：

选取玉米植株样本并获取该样本的标准玉米植株图像；

基于标准玉米植株图像，建立去雄作业点预测模型。

根据本发明提供的利用所述玉米去雄巡检机器人进行去雄的方法，所述根据根部位置，控制移动装置并利用去雄装置进行去雄的步骤，包括：

控制移动装置停止，获取玉米植株茎秆轮廓信息，并提取玉米雄穗的根部位置；

基于根部位置利用去雄装置对玉米雄穗的根部进行打击；

根据对玉米雄穗的根部进行打击的情况，确定当前玉米雄穗的去雄情况。

本发明的玉米去雄巡检机器人，通过设置移动装置带动玉米去雄巡检机器人自动在预设区域进行巡检，对区域中的玉米植株的玉米雄穗进行识别和处理；同时，通过检测模块和雄穗识别模块，基于去雄作业点预测模型，采集玉米植株图像并对玉米雄穗进行识别定位，能够不受地形及株高差异的影响，更准确地对玉米雄穗根部位置进行定位，以便去雄装置能够对准玉米雄穗根部并进行去雄，提高去雄准确率和成功率，避免产生错去和漏去等情况，有效解决了现有技术去雄机械容易受地形、玉米株高差异、种植密度等因素影响，存在错去、漏去等情况，导致雄穗单次去净率不高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的玉米去雄巡检机器人的示意图；

图2是本发明实施例提供的玉米去雄巡检机器人的系统示意图；

图3是本发明实施例提供的去雄模块的示意图；

图4是本发明实施例提供的去雄模块的截面图；

图5是本发明另一实施例提供的去雄模块的示意图；

图6是本发明实施例提供的利用玉米去雄巡检机器人进行去雄的方法的流程示意图之一；

图7是本发明实施例提供的利用玉米去雄巡检机器人进行去雄的方法的流程示意图之二；

图8是本发明实施例提供的确定玉米植株玉米雄穗根部位置的示意图；

图9是本发明实施例提供的利用玉米去雄巡检机器人进行去雄的方法的流程示意图之三；

图10是本发明实施例提供的确定样本玉米植株的玉米雄穗根部位置的示意图；

图11是本发明实施例提供的利用玉米去雄巡检机器人进行去雄的方法的流程示意图之四；

附图标记：

1、玉米去雄巡检机器人；

11、控制终端；12、移动装置；13、去雄装置；

111、检测模块；112、去雄控制模块；113、雄穗识别模块；131、去雄支架；132、弹性件；133、导向管道；134、拉绳；135、电机；136、去雄组件；137、主梁；

1331、限位槽；1361、弹珠；1362、刀刃；1363、刀杆；1364、限位部；1371、滑轨。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1至图5描述本发明提供的玉米去雄巡检机器人。

如图1和图2所示，本发明的玉米去雄巡检机器人1，包括：控制终端11、移动装置12和去雄装置13；去雄装置13设置在移动装置12上；控制终端11包括相互电连接的检测模块111、去雄控制模块112和雄穗识别模块113；去雄控制模块112与移动装置12和去雄装置13电连接；检测模块111用于在移动装置12在预设区域移动的过程中，获取玉米植株图像；雄穗识别模块113用于根据玉米植株图像判断玉米植株上是否存在玉米雄穗，并在玉米植株上有玉米雄穗的情形下根据去雄作业点预测模型，确定玉米雄穗的根部位置；去雄控制模块112用于根据根部位置，控制移动装置12并利用去雄装置13进行去雄。

在本实施例中，玉米去雄巡检机器人1通常用于在玉米田中对玉米植株的玉米雄穗进行去雄处理，既可以独立完成对整块玉米田的巡检去雄，也可以在使用传统机械或人工大面积去雄后，对玉米田进行补漏去雄。移动装置12可以自动带动玉米去雄巡检机器人1在预设区域按预设路线移动，并靠近区域中的各玉米植株，以便对玉米雄穗进行识别和处理；预设区域通常为需要进行玉米去雄的玉米田区域；检测模块111则可以在移动过程中，通过拍摄、扫描等方式获取玉米植株图像信息，并将相应图像信息传递给雄穗识别模块113；通过设置雄穗识别模块113，对玉米植株图像进行处理并分析，并基于去雄作业点预测模型，可以更准确地对玉米雄穗的根部位置进行定位，以便去雄装置13进行去雄处理；去雄控制模块112在收到玉米雄穗根部位置信息后，控制移动装置12自动进行微调并使去雄装置13靠近对准玉米雄穗的根部，以便去雄装置13通过打击或切割等方式去除玉米雄穗。

本发明的玉米去雄巡检机器人1，通过设置移动装置12带动玉米去雄巡检机器人1自动在预设区域进行巡检，对预设区域中的玉米植株的玉米雄穗进行识别和处理；同时，通过检测模块111和雄穗识别模块113，基于去雄作业点预测模型，采集玉米植株图像并对玉米雄穗进行识别定位，能够不受地形及株高差异的影响，更准确地对玉米雄穗的根部位置进行定位，以便去雄装置13能够对准玉米雄穗根部并进行去雄，提高去雄准确率和成功率，避免产生错去和漏去等情况，有效解决了现有技术去雄机械容易受地形、玉米株高差异、种植密度等因素影响，存在错去、漏去等情况，导致雄穗单次去净率不高的问题。

具体地，移动装置12可以包括轮式无人小车或者履带式无人小车，以便更加灵活平稳地在预设区域中移动，也能够更好地适应不同的地形。

可选地，去雄装置13为安装在移动装置12上的机械臂，机械臂的一端安装有用于切割玉米雄穗的刀具；机械臂可以在去雄控制模块112的控制下靠近对准玉米雄穗，对玉米雄穗进行切除。

可选地，检测模块111可以包括双目相机、红外相机、光谱相机、激光雷达中的一种或组合。其中红外相机可以用于在夜晚等光照不足的情况下获取玉米植株的轮廓图像，使玉米去雄巡检机器人1可以昼夜巡检，对于制种玉米去雄周期短而言，有利于抢时去雄，降低人工劳动程度，减少用人成本。

可选地，控制终端11还可以包括数据处理模块，数据处理模块可以对玉米去雄巡检机器人1的巡检去雄过程进行记录，并对玉米植株去雄前后的图片进行比对分析，以确定去雄结果，并根据去雄过程和结果记录对玉米去雄巡检机器人1进行调整改进。

具体地，如图3至图5所示，去雄装置13包括去雄模块；去雄模块包括去雄支架131、弹性件132、导向管道133、拉绳134、电机135和去雄组件136；去雄支架131连接在移动装置12的一侧，电机135和导向管道133连接在去雄支架131上，去雄组件136可滑动设置在导向管道133中，弹性件132固定在导向管道133中，去雄组件136与弹性件132抵接，去雄组件136的一端通过拉绳134与电机135的转轴连接。

在本实施例中，去雄支架131用于支撑固定去雄模块的其他部件；去雄支架131与移动装置12可动连接，并能够在移动装置12的驱动下调整位置以使导向管道133对准玉米雄穗，以便进行去雄处理；导向管道133能够对去雄组件136进行导向，去雄组件136可以沿导向管道133方向滑动，并从导向管道133射出，沿管道对准的方向运动，最终击中玉米雄穗，实现去雄；通过设置弹性件132、拉绳134、电机135互相配合，为去雄组件136提供发射动力，在进行去雄前，电机135转动带动拉绳134拉动去雄组件136压缩弹性件132，去雄组件136运动到预设位置时，电机135反向快速转动，释放拉绳134和去雄组件136，去雄组件136则在弹性件132的推动下沿导向管道133运动，并从管道口射出，并击中玉米雄穗的根部，实现去雄，接着电机135再次反向转动，带动拉绳134拉动回收去雄组件136，使去雄组件136重新复位，以便进行下一次去雄处理，使去雄组件136能够反复发射去雄，结构简单，节约成本。

在一个具体实施例中，如图4所示，弹性件132为弹簧，弹簧一端固定在导向管道133中，拉绳134穿设于弹簧中并与去雄组件136一端连接。

可选地，如图4所示，去雄组件136包括弹珠1361，弹珠1361可滑动设置在导向管道133中，弹珠1361与弹性件132抵接，弹珠1361的一端通过拉绳134与电机135的转轴连接。

在本实施例中，弹珠1361在射出后进行回收时，可以有效避免被障碍物卡住，也可以避免在经过导向管道133的管道口时因姿态不正卡住，导致回收失败，结构简单，更加可靠。

在另一些实施例中，如图5所示，去雄组件136包括：刀刃1362和刀杆1363；刀刃1362与刀杆1363连接，刀刃1362和刀杆1363可滑动设置在导向管道133中，刀杆1363与弹性件132抵接，刀杆1363远离刀刃1362的一端通过拉绳134与电机135的转轴连接。

在本实施例中，在进行去雄时，通过弹性件132推动刀杆1363从导向管道133中弹出，可以快速切除玉米雄穗，去雄成功率高。

具体地，如图5所示，刀杆1363上设有限位部1364（倒刺），导向管道133的侧壁上设有限位槽1331，限位部1364可滑动地设置在限位槽1331中。

在本实施例中，通过限位部1364和限位槽1331互相配合，对刀杆1363起到导向限位的作用，使刀杆1363在从导向管道133向外弹出时，保持沿导向管道133轴向而不会产生倾斜，保证能够精准的命中去雄位置；同时，刀杆1363受到限位槽1331和限位部1364限位，也不会完全脱离导向管道133，方便在完成去雄后由拉绳134拉动刀杆1363进行回收，结构简单，可靠性强。

在一些未示出的实施例中，限位部1364也可以凸设于导向管道133内壁；相应地，限位槽1331则设置于刀杆1363侧壁上。

在一些实施例中，如图1所示，去雄装置13还包括：主梁137；主梁137的至少一侧设有滑轨1371，去雄模块的去雄支架131可滑动地设置在滑轨1371上。

在本实施例中，滑轨1371一般沿高度方向设置，去雄支架131上设有滑块，滑块可滑动地嵌设于滑轨1371中，使去雄支架131可以在主梁137上上下滑动，以调整导向管道133的高度使导向管道133能够对准玉米雄穗，以便进行去雄处理。

可选地，如图1所示，可以在主梁137两侧均设置有滑轨1371，相应地，去雄装置13的两套去雄支架131分别设置在主梁137两侧的滑轨1371上，使玉米去雄巡检机器人1能够同时对两侧的玉米植株进行去雄处理，而无需进行转向，有效提高了去雄效率；同时，通过在主梁137两侧都设置滑轨1371和去雄支架131，使主梁137两侧地质量分布更平衡，整个玉米去雄巡检机器人1在运行过程中更加平稳，可靠性强。

在一些实施例中，移动装置12中设有陀螺仪和减震模块，陀螺仪用于检测移动装置12的倾斜程度，减震模块用于根据倾斜程度调整移动装置12的倾斜角度。

在本实施例中，通过设置陀螺仪和减震模块，可以检测移动装置12的倾斜程度并调整移动装置12的姿态，保证去雄装置13始终垂直于地面，方便去雄控制模块112控制移动装置12利用去雄装置13对玉米雄穗进行瞄准。

可选地，减震模块可以包括减震弹簧。

另一方面，如图6至图11所示，本发明还提供一种方法，利用上述任一实施例提供的玉米去雄巡检机器人1进行去雄；本发明的方法通过采用上述实施例的玉米去雄巡检机器人1，也具有上述玉米去雄巡检机器人1的优点，在此不再赘述。如图6和图7所示，本发明的方法包括以下步骤：

步骤S101：在移动装置在预设区域移动的过程中，获取玉米植株图像。

首先，根据玉米田内玉米种植排布的遥感数据设定预设区域和移动装置12的移动路线，使移动装置12在移动过程中尽可能地靠近玉米植株；当玉米去雄巡检机器人1在预设区域进行巡检去雄时，通过检测模块111上的双目相机或激光雷达等图像采集设备对玉米植株进行拍摄或扫描，得到玉米植株的图像。

具体地，双目相机或激光雷达等图像采集设备可以设置于去雄支架131上，随去雄支架131在滑轨1371上上下运动，双目相机或激光雷达不断地拍照或扫描，获取玉米植株的图像。

步骤S102：根据玉米植株图像判断玉米植株上是否存在玉米雄穗，并在玉米植株上有玉米雄穗的情形下根据去雄作业点预测模型，确定玉米雄穗的根部位置。

得到玉米植株的图像后，检测模块111将玉米植株图像发送给雄穗识别模块113，雄穗识别模块113对玉米植株图片进行识别处理，判断所检测的玉米植株是否存在玉米雄穗；若玉米植株不存在玉米雄穗，则玉米去雄巡检机器人1继续沿移动路线进行巡检；若识别到玉米雄穗，雄穗识别模块113进一步对玉米植株照片进行预处理、数据增强等操作，并如图8所示，获取玉米雄穗与两侧叶子交集点O位置、左侧叶子曲面中心点A位置及右侧叶子曲面中心点B位置，并生成O和A两点之间的距离S₁、O和B两点之间的距离S₂、A和B两点之间的距离S₃及夹角∠AOB的角度θ，基于去雄作业点预测模型，将S₁、S₂、S₃和θ的值输入模型，获取O点到玉米雄穗的去雄点的距离H，由H值确定玉米雄穗的根部位置。

步骤S103：根据根部位置，控制移动装置并利用去雄装置进行去雄。

在得到根部位置后，雄穗识别模块113将相应位置信息发送给去雄控制模块112，去雄控制模块112根据根部位置信息控制移动装置12移动并使去雄装置13靠近并瞄准根部位置，通过上述实施例中打击或切除等方式对玉米雄穗的根部进行破坏，实现去雄；而完成去雄后，去雄装置13恢复至初始状态，玉米去雄巡检机器人1继续沿预设路线进行巡检去雄。

在一些实施例中，如图9所示，在步骤S101：在移动装置在预设区域移动的过程中，获取玉米植株图像之前，包括如下步骤：

步骤S1001：选取玉米植株样本并获取该样本的标准玉米植株图像。

步骤S1002：基于标准玉米植株图像，建立去雄作业点预测模型。

首先，在玉米去雄巡检机器人1进入玉米田进行去雄前，需在玉米田田内随机选取一定数量的某品种玉米植株作为样本。

接着，玉米去雄巡检机器人1通过检测模块111上的双目相机或激光雷达等图像采集设备对样本玉米植株的侧面进行拍照或扫描，获取玉米植株图像。

得到玉米植株的图像后，检测模块111将玉米植株图像发送给雄穗识别模块113，雄穗识别模块113进一步对玉米植株照片进行预处理、数据增强等操作，并如图10所示，获取样本玉米植株i的玉米雄穗与两侧叶子交集点O_i位置、左侧叶子曲面中心点A_i位置及右侧叶子曲面中心点B_i位置，并生成O_i和A_i两点之间的距离S_1i、O_i和B_i两点之间的距离S_2i、A_i和B_i两点之间的距离S_3i及夹角∠A_iO_iB_i的角度θ_i。

然后，人工拔除样本玉米植株的玉米雄穗，测量点O_i到玉米雄穗根部的距离H_i，并将距离H_i输入玉米去雄巡检机器人1。

最后，玉米去雄巡检机器人1对数据S_1i、S_2i、S_3i、θ_i和H_i进行处理和分析，生成去雄作业点预测模型：

基于该去雄作业点预测模型，则可以在去雄过程中，将待去雄的玉米植株的相应几何参数输入去雄作业点预测模型，即可得到玉米雄穗与两侧叶子交集点O到玉米雄穗根部的距离H，以便对实际玉米植株的玉米雄穗根部位置进行预定位，从而辅助去雄控制模块112控制去雄装置13对玉米雄穗根部进行瞄准，提高去雄处理的效率和成功率。

在一些实施例中，如图7和图11所示，步骤S103：根据根部位置，控制移动装置并利用去雄装置进行去雄的步骤，包括如下步骤：

步骤S1031：控制移动装置停止，获取玉米植株茎秆轮廓信息，并提取玉米雄穗的根部位置。

步骤S1032：基于根部位置利用去雄装置对玉米雄穗的根部进行打击。

步骤S1033：根据对玉米雄穗的根部进行打击的情况，确定当前玉米雄穗的去雄情况。

在本实施例中，去雄装置13上设有激光雷达或视觉系统等图像识别系统，在得到根部位置后，雄穗识别模块113将相应位置信息发送给去雄控制模块112，去雄控制模块112控制移动装置12停止，基于去雄作业点预测模型提供的根部位置，去雄装置13上的图像识别系统进一步对玉米植株茎秆的轮廓进行扫描识别，从而对当前待处理的玉米植株的实际雄穗根部进行捕捉，使得到的根部位置更为准确，有利于提高去雄处理的成功率。

接着，去雄控制模块112根据根部位置信息控制移动装置12移动并使去雄装置13靠近并瞄准根部位置，通过上述实施例中打击或切除等方式对玉米雄穗的根部进行破坏，实现去雄。

完成一次去雄后，检测模块111再次对当前玉米植株的玉米雄穗进行拍照识别，如果玉米雄穗的根部没有被完全击穿或切除，则控制去雄装置13再次对玉米雄穗的根部进行一次去雄处理，并再次对玉米雄穗进行拍照识别，直至检测模块111能够识别到玉米雄穗的根部已经被完全击穿或切除，则完成玉米植株去雄，继续沿设定路线进行巡检，直至完成整个预设区域的巡检去雄。在本实施例中，通过检测模块111反复对去雄结果进行拍照识别确认，并对未完全去雄的玉米雄穗反复去雄，避免了漏去和去雄不完全的情况，提高了去雄的效率和准确性。

在一些实施例中，在夜间等光线不足的情况下进行巡检去雄时，玉米去雄巡检机器人1依靠检测模块111的红外相机对玉米植株进行拍照，并通过玉米植株的轮廓信息判断玉米植株是否存在玉米雄穗；若当前玉米植株存在玉米雄穗，则通过玉米植株的轮廓信息测量其几何参数，具体测量点位如上述实施例所述，在此不再赘述；得到几何参数，即可基于去雄作业点预测模型确定玉米雄穗根部位置，根据根部位置信息控制移动装置12移动并使去雄装置13靠近并瞄准根部位置，通过上述实施例中打击或切除等方式对玉米雄穗的根部进行破坏，实现去雄；在完成去雄后，再次通过红外相机拍摄玉米植株，并通过所得的玉米植株轮廓中玉米雄穗根部位置是否存在孔洞轮廓或者是否已被切除来判断玉米雄穗是否被完全去除，进而判断是否完成当前玉米植株的去雄；如未完成去雄，则需再次对玉米雄穗根部进行定位并进行去雄处理，直至检测模块111能够识别到玉米雄穗的根部已经被完全击穿或切除。

可选地，在玉米去雄巡检机器人1的巡检过程中，可以设置数据处理模块对整个巡检去雄的过程进行记录，并对每株玉米植株的位置、去雄前后的图片、每株玉米植株去雄的耗时进行记录，以供使用者确认玉米植株是否已完全去雄，并以此为依据对玉米去雄巡检机器人1的巡检路线和运行方式进行调整，提高去雄效率和准确性。

例如，在传统去雄机械或者人工的去雄进行大面积去雄后，可以采用玉米去雄巡检机器人1进行补漏去雄，在完成整块制种玉米田的补漏去雄巡检后，根据数据处理模块记录统计的遗漏雄穗玉米植株的位置及数目N，结合巡检制种玉米田总玉米株数M，通过公式：

计算制种玉米田传统去雄机械或者人工大面积去雄的遗漏率P，从而确定传统去雄机械或者人工的去雄效果，为机械或人工大面积去雄劳务费用计算提供参考，并以此为指导对传统去雄机械的结构或人工去雄的操作流程进行优化调整。

其次，使用者可以通过去雄前后玉米植株图片的差异，确定玉米去雄巡检机器人1去雄的作业情况；具体地，在完成整块玉米田巡检任务后的第三天重新进地沿着巡检路线行驶，通过检测模块111中的光谱相机拍摄已去雄的玉米雄穗，根据玉米雄穗的含水量判断玉米雄穗的活性，从而判断去雄效果，并根据去雄效果对玉米去雄巡检机器人1的结构、巡检路线和运行方式进行优化调整。

此外，使用者可以根据记录内容计算单株玉米植株补漏去雄的平均耗时，确认去雄巡检机器人1的作业效率，并根据实际需求对玉米去雄巡检机器人1的结构、巡检路线和运行方式进行优化调整。

以上所描述的实施例仅仅是示意性的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种玉米去雄巡检机器人，其特征在于，包括：

控制终端、移动装置和去雄装置；

所述去雄装置设置在所述移动装置上；所述控制终端包括相互电连接的检测模块、去雄控制模块和雄穗识别模块；所述去雄控制模块与所述移动装置和所述去雄装置电连接；

所述检测模块用于在所述移动装置在预设区域移动的过程中，获取玉米植株图像；

所述雄穗识别模块用于根据玉米植株图像判断玉米植株上是否存在玉米雄穗，并在玉米植株存在雄穗的情形下根据去雄作业点预测模型，确定玉米雄穗的根部位置；

所述去雄控制模块用于根据根部位置，控制所述移动装置并利用所述去雄装置进行去雄。

2.根据权利要求1所述的玉米去雄巡检机器人，其特征在于，所述去雄装置包括：去雄模块；

所述去雄模块包括去雄支架、弹性件、导向管道、拉绳、电机和去雄组件；

所述去雄支架连接在所述移动装置的一侧，所述电机和所述导向管道连接在所述去雄支架上，所述去雄组件可滑动设置在所述导向管道中，所述弹性件固定在所述导向管道中，所述去雄组件与所述弹性件抵接，所述去雄组件的一端通过所述拉绳与所述电机的转轴连接。

3.根据权利要求2所述的玉米去雄巡检机器人，其特征在于，所述去雄组件包括：弹珠，所述弹珠可滑动设置在所述导向管道中，所述弹珠与所述弹性件抵接，所述弹珠的一端通过所述拉绳与所述电机的转轴连接。

4.根据权利要求2所述的玉米去雄巡检机器人，其特征在于，所述去雄组件包括：刀刃和刀杆；

所述刀刃与所述刀杆连接，所述刀刃和所述刀杆可滑动设置在所述导向管道中，所述刀杆与所述弹性件抵接，所述刀杆远离所述刀刃的一端通过所述拉绳与所述电机的转轴连接。

5.根据权利要求4所述的玉米去雄巡检机器人，其特征在于，所述刀杆上设有限位部，所述导向管道的侧壁上设有限位槽，所述限位部可滑动地设置在所述限位槽中。

6.根据权利要求2所述的玉米去雄巡检机器人，其特征在于，所述去雄装置还包括：主梁；

所述主梁的至少一侧设有滑轨，所述去雄模块的所述去雄支架可滑动地设置在所述滑轨上。

7.根据权利要求2所述的玉米去雄巡检机器人，其特征在于，所述移动装置中设有陀螺仪和减震模块，所述陀螺仪用于检测所述移动装置的倾斜程度，所述减震模块用于根据所述倾斜程度调整所述移动装置的倾斜角度。

8.一种利用如权利要求1-7中任一项所述玉米去雄巡检机器人进行去雄的方法，其特征在于，包括：

在移动装置在预设区域移动的过程中，获取玉米植株图像；

根据玉米植株图像判断玉米植株上是否存在玉米雄穗，并在玉米植株上有玉米雄穗的情形下根据去雄作业点预测模型，确定玉米雄穗的根部位置；

根据根部位置，控制移动装置并利用去雄装置进行去雄。

9.根据权利要求8所述利用所述玉米去雄巡检机器人进行去雄的方法，其特征在于，所述在移动装置在预设区域移动的过程中，获取玉米植株图像的步骤之前，包括：

选取玉米植株样本并获取该样本的标准玉米植株图像；

基于标准玉米植株图像，建立去雄作业点预测模型。

10.根据权利要求8所述利用所述玉米去雄巡检机器人进行去雄的方法，其特征在于，所述根据根部位置，控制移动装置并利用去雄装置进行去雄的步骤，包括：

控制移动装置停止，获取玉米植株茎秆轮廓信息，并提取玉米雄穗的根部位置；

基于根部位置利用去雄装置对玉米雄穗的根部进行打击；

根据对玉米雄穗的根部进行打击的情况，确定当前玉米雄穗的去雄情况。

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