CN218473804U - 一种多角度作物处理装置及作物处理设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种多角度作物处理装置及作物处理设备。本申请实施例提供的技术方案通过第一驱动机构、转动驱动机构和第二驱动机构，控制作业机构在第一方向、转动方向和第二方向上的移动，从而实现对作业机构的移动控制，在确定作业目标的位置时，控制作业机构移动至作业目标处，由作业机构对作业目标进行作业，不需要人工进行作物处理，有效解决现有技术中人力资源紧张，工作效率低的问题，通过机械的方式进行作物处理，提高作物处理的工作效率，降低人力成本。

Description

一种多角度作物处理装置及作物处理设备

技术领域

本申请实施例涉及作物处理技术领域，尤其涉及一种多角度作物处理装置及作物处理设备。

背景技术

在农作物的种植过程中，需要按时对农作物进行处理，例如棉花的打顶、采摘等。目前，对农作物的处理方法一般是人工处理。例如对棉花的人工打顶，一般是通过工作人员在每一株农作物上方，手动摘除农作物的顶芽。

但是，由于对农作物进行处理的窗口期较短，例如打顶的窗口期一般只有15天，人工处理的方式存在人力资源紧张，工作效率低的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种多角度作物处理装置及作物处理设备，以解决现有技术中人力资源紧张，工作效率低的问题，通过机械的方式进行作物处理，提高作物处理的工作效率，降低人力成本。

在第一方面，本申请实施例提供了一种多角度作物处理装置，包括安装座、第一驱动机构、转动驱动机构、第二驱动机构和作业机构，其中：

所述第一驱动机构，安装于所述安装座，并连接所述转动驱动机构，用于驱动所述转动驱动机构沿第一方向移动；

所述转动驱动机构，连接所述第二驱动机构，用于驱动所述第二驱动机构转动；

所述第二驱动机构，连接所述作业机构，用于驱动所述作业机构沿第二方向移动，所述作业机构的转动方向、所述第一方向和所述第二方向之间为设定角度关系。

在第二方面，本申请实施例提供了一种多角度作物处理设备，包括控制装置、作业信息获取装置和所述的多角度作物处理装置，所述作业信息获取装置和所述控制装置连接，所述多角度作物处理装置中的第一驱动机构、转动驱动机构、第二驱动机构和作业机构和所述控制装置连接，其中：

所述作业信息获取装置，用于对作业区域进行空间数字化采集，得到作业区域信息；

所述控制装置，用于根据所述作业区域信息，确定所述作业区域中作业目标的作业位置信息；以及基于所述作业位置信息，控制所述第一驱动机构、所述转动驱动机构、所述第二驱动机构，以使所述作业机构移动至作业位置，并控制所述作业机构对所述作业目标进行作业。

本申请实施例通过第一驱动机构、转动驱动机构和第二驱动机构，控制作业机构在第一方向、转动方向和第二方向上的移动，从而实现对作业机构的移动控制，在确定作业目标的位置时，控制作业机构移动至作业目标处，由作业机构对作业目标进行作业，不需要人工进行作物处理，有效解决现有技术中人力资源紧张，工作效率低的问题，通过机械的方式进行作物处理，提高作物处理的工作效率，降低人力成本。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种多角度作物处理装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种作业机构的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种作业机构的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的另一种作业机构的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种多角度作物处理设备的结构框图；

图6是本申请实施例提供的一种多个多角度作物处理装置的布置示意图；

图7是本申请实施例提供的一种作物处理方法的流程图。

附图标记：100、多角度作物处理装置；1、安装座；2、第一驱动机构；3、转动驱动机构；4、第二驱动机构；5、作业机构；51、作业基座；52、第一切割网；53、第二切割网；54、作业驱动机构；541、第一齿轮；542、第二齿轮； 543、驱动电机；544、偏心凸轮；545、驱动电机；55、通孔；56、导向槽；57、第三切割网；58、割刀；200、控制装置；300、作业信息获取装置；400、目标检测装置。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。

可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

图1给出了本申请实施例提供的一种多角度作物处理装置的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的多角度作物处理装置包括安装座1、第一驱动机构 2、转动驱动机构3、第二驱动机构4和作业机构5。

其中，本实施例提供的第一驱动机构2安装于安装座1(图1中安装座1以桁架的形状为例进行实例，安装座1的形状可根据实际需要进行设置)，并连接转动驱动机构3，用于驱动转动驱动机构3沿第一方向移动。转动驱动机构3连接第二驱动机构4，用于驱动第二驱动机构4转动，第二驱动机构4连接作业机构5，用于驱动作业机构5沿第二方向移动，并且作业机构的转动方向、第一方向和第二方向之间为设定角度关系，具体的，作业机构的转动的轴线与第一方向垂直，并且转动形成的转动平面与第二方向垂直。

可选的，对作业目标进行作业可以是对农作物进行打顶作业、采摘作业等，作业目标根据作业类型确定，例如对棉花等农作物进行顶芽打顶、棉花采摘等，对应的作业目标为农作物上的顶芽、棉花。相应的，作业机构5根据作业类型以及作业目标的特性进行设置，例如在作业机构5上设置用于切除顶芽的切割部件、摘除棉花的采摘部件等。

本实施例提供的多角度作物处理装置在工作时，通过第一驱动机构2驱动转动驱动机构3沿第一方向移动，由转动驱动机构3带动第二驱动机构4和作业机构5在第一方向上进行移动，实现对作业机构5在第一方向上的移动控制。进一步的，通过转动驱动机构3驱动第二驱动机构4和作业机构5转动，由第二驱动机构4带动作业机构5转动，实现对作业机构5在转动方向上的移动控制。进一步的，通过第二驱动机构4驱动作业机构5沿第二方向移动，实现对作业机构5在的在第二方向上的移动控制。通过上述控制方式，实现对作业机构5在第一方向、转动方向以及第二方向上的移动控制，从而将作业机构5移动至作业目标对应的位置，由作业机构5对作业目标进行作业。

在具体的实施方式中，多角度作物处理装置在工作状态下，第一方向和第二方向分别为水平方向和竖直方向，对应的，转动驱动机构3驱动作业机构5 转动所形成的平面与水平面平行，即对作物处理装置的转动方向是绕第二驱动机构4的轴线水平转动。根据作业目标所在位置对应的作业位置信息，对第一驱动机构2、转动驱动机构3、第二驱动机构4和作业机构5进行控制，将作业机构5移动到作业目标处进行作业。例如，确定作业目标对应的坐标信息，该坐标信息包括第一方向信息(水平方向信息)和第二方向信息(竖直方向信息)，则通过第一驱动机构2和转动驱动机构3控制作业机构5水平移动以及水平转动至第一方向信息对应的第一方向位置，通过第二驱动机构4控制作业机构5 竖直移动至第二方向信息对应的第二方向位置，以使作业机构5移动到作业目标对应的位置。

在一个实施例中，在完成作业机构5对作业目标的作业后，通过转动驱动机构3控制作业机构5往设定方向转动设定角度，然后控制作业机构5快速回转，此时，残留在作业机构5上的物料将会在惯性的作用下被甩落，减少残留在作业机构5上的物料对下一次作业的影响，保证作业效果。

上述，通过第一驱动机构2、转动驱动机构3和第二驱动机构4，控制作业机构5在第一方向、转动方向和第二方向上的移动，从而实现对作业机构5的移动控制，在确定作业目标的位置时，控制作业机构5移动至作业目标处，由作业机构5对作业目标进行作业，不需要人工进行作物处理，有效解决现有技术中人力资源紧张，工作效率低的问题，通过机械的方式进行作物处理，提高作物处理的工作效率，降低人力成本。

在具体的实施方式中，第一驱动机构2包括沿第一方向(水平方向)运动控制的第一电机，第一电机包括固定部分和活动部分，第一电机在工作时，其活动部分沿轴线方向运动。进一步的，第一电机的固定部分安装于安装座1，第一电机的活动部分连接转动驱动机构3，并且第一电机的轴线方向与第一方向平行。可选的，第一电机可以是直线电机(例如扁平型直线电机)。

进一步的，本实施例提供的转动驱动机构3包括水平旋转控制的悬挂电机 (或关节电机)，悬挂电机包括固定部分和活动部分，悬挂电机在工作时，活动部分以其轴线为旋转中心转动，并且其轴线与第一电机的轴线垂直。并且第一驱动机构2和第二驱动机构4分别连接悬挂电机的固定部分和活动部分，或分别连接悬挂电机的活动部分和固定部分，具体的，悬挂电机的固定部分或活动部分连接第一电机中活动部分的底部，悬挂电机的活动部分或固定部分连接第二驱动机构4的顶部，本实施例以悬挂电机的固定部分和活动部分分别连接第一驱动机构2(第一电机的活动部分的底部)和第二驱动机构(第二电机的固定部分的顶部)为例进行描述。

进一步的，第二驱动机构4包括沿第二方向运动控制的第二电机，第二电机包括固定部分和活动部分，第二电机在工作时，其活动部分沿轴线方向运动。进一步的，第二电机的固定部分与转动驱动机构3(悬挂电机的活动部分)连接，第二电机的活动部分与作业机构5连接，并且第二电机的轴线方向与第二方向平行。具体的，第二电机的固定部分的顶端与悬挂电机的活动部分固定连接，第二电机的活动部分的底端与作业机构5连接，并且第一电机和第二电机之间形成的夹角为直角。可选的，第二电机可以是直线电机(例如圆筒型直线电机)、伸缩缸等。

具体的，进一步的，以本实施例提供的作业机构5用于进行打顶作业为例进行描述，如图2提供的一种作业机构的结构示意图所示，作业机构5包括作业基座51、第一切割网52、第二切割网53和作业驱动机构54，作业基座51与第二驱动机构4连接，第一切割网52、第二切割网53和作业驱动机构54安装于作业基座51，第一切割网52和第二切割网53水平且相对设置，作业驱动机构54用于驱动第一切割网52和第二切割网53交错运动。具体的，作业基座51 固定连接于第二电机活动部分的底端，在作业基座51上设置有通孔55，并且第一切割网和第二切割网设置于通孔55处，在第一切割网和第二切割网上设置有供作业目标穿过的网孔。本实施例的作业机构5用于进行打顶作业，对应的，网孔设置为可供农作物的顶芽穿过，并阻挡顶芽下方的叶片的大小。作业机构5 在待机状态下，第一切割网和第二切割网上的网孔呈相对状态，在工作状态下，使作业目标(顶芽)从网孔中穿过，通过作业驱动机构54驱动第一切割网52 和第二切割网53交错运动，从而将作业目标从农作物上切割下来，实现对农作物的打顶作业。

在一个实施例中，作业驱动机构54包括第一齿轮541、第二齿轮542和第一驱动电机543，第一齿轮541与第一切割网52或第二切割网53同轴固定连接，第一驱动电机543的轴线方向与第二方向平行，第一驱动电机543的固定部分固定连接于作业基座51，第二齿轮542同轴固定连接于第一驱动电机543的活动部分，并与第一齿轮541啮合。具体的，第一切割网52和第二切割网53的形状可根据实际需要进行设置，本实施例以圆形为例进行描述。第一切割网52 或第二切割网53固定安装在作业基座51上，在第一切割网52固定安装在作业基座51上时，第一齿轮541与第一切割网52同轴固定连接，而在第二切割网 53固定安装在作业基座51上时，第一齿轮541与第二切割网53同轴固定连接，本实施例以第一切割网52固定安装在作业基座51上为例进行描述，并且第二切割网53转动连接于作业基座51(例如通过轴承安装第二切割网53，或在安装座1上设置用于安装并对第二切割网53的转动进行导向的弧形或圆形的导向槽56)。第一齿轮541设置为齿牙向外凸出的齿环的形状，第一齿轮541的内环与第二切割网53的外圈同轴固定连接。

在一个可能的实施例中，作业驱动机构54还可以是水平往复控制的偏心轮往复机构，如图3提供的另一种作业机构的结构示意图所示，第一切割网52固定连接于作业基座51，第二切割网53水平滑动连接于作业基座51，偏心轮往复机构的固定部分连接于作业基座51，偏心轮往复机构的活动部分与第二切割网53连接。具体的，第一切割网52和第二切割网53的形状可根据实际需要进行设置，本实施例以矩形为例进行描述。其中，偏心轮往复机构包括偏心凸轮 544和第二驱动电机545，在第二切割网53上设置有与偏心凸轮544配合的导向槽56，第二驱动电机545的固定部分安装在作业基座51上，第二驱动电机 545的活动部分与偏心凸轮544同轴固定连接，具体的，导向槽56的形状为正方形，并且导向槽56的宽度与偏心凸轮544的长度相适配(导向槽56的宽度等于或大于偏心凸轮544的长度)。通过第二驱动电机545带动偏心凸轮544转动，从而带动第二切割网53沿导向槽56的宽度方向(往复)运动。

如图4提供的另一种作业机构的结构示意图所示，在其他可行的实施例中，作业机构5还可以是包括作业基座51、第三切割网57、割刀58和作业驱动机构54，作业驱动机构54具体为第三直线电机，其中第三切割网57固定安装在作业基座的通孔55上，割刀58设置在第三切割网57的上方，第三直线电机的固定部分固定安装在作业基座51上，第三直线电机的活动部分与割刀58的一端固定连接，通过第三直线电机控制割刀58在第三切割网57上移动，实现对穿过第三切割网57的作业目标的切割。

在一个实施例中，第一切割网52设置于第二切割网53的下方，第一切割网52或第三切割网57的截面呈中间向下凸出的导向面设置。通过将第一切割网52或第三切割网57的底部设置为导向面，在作业机构5下落过程中，第一切割网52或第三切割网57可能先与顶芽或叶片接触，在第一切割网52或第三切割网57先与叶片接触时，第一切割网52或第三切割网57将通过导向面将叶片引导到第二切割网53的外侧，减少对顶芽进入切割网的阻挡，并且减少作业机构5下落过程中叶片造成的阻力，使作业机构5更顺利地到达作业位置。

上述，通过控制第一电机的活动部分沿第一方向水平运动，以及通过悬挂电机的活动部分转动，从而带动第二电机和作业机构5沿水平方向运动，通过控制第二电机的活动部分上下移动，带动作业机构5上下移动，从而实现对作业机构5在空间位置上的移动控制。在确定作业目标的位置后，通过悬挂电机水平转动作业机构5，以及通过第一电机水平移动作业机构5(也可先通过第一电机水平移动作业机构5，再通过悬挂电机水平转动作业机构5)，将作业机构5 移动到作业目标对应的水平位置，使作业基座51上的通孔55位于作业目标的上方，并通过第二电机向下移动作业机构5，在作业目标穿过第一切割网52和第二切割网53后，通过作业驱动机构54驱动第一切割网52和第二切割网53 交错运动，从而切割作业目标，不需要人工进行打顶作业，有效解决现有技术中人力资源紧张，工作效率低的问题，通过机械的方式进行作物处理，提高作物处理的工作效率，降低人力成本。

图5给出了本申请实施例提供的一种多角度作物处理设备的结构框图，如图5所示，该多角度作物处理设备包括控制装置200、作业信息获取装置300和所述的多角度作物处理装置100，所述作业信息获取装置 300和所述控制装置200连接，多角度作物处理装置100中的第一驱动机构2、转动驱动机构3、第二驱动机构4和作业机构5和控制装置200连接。其中作业信息获取装置300设置在多角度作物处理装置100的正上方、侧上方或侧方。

其中，作业信息获取装置300用于对作业区域进行空间数字化采集，得到作业区域信息，并将作业区域信息发送给控制装置200。作业信息获取装置300 对应的采集传感器可以是RGBD相机、双目相机、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达等的一种或多种的组合。以RGBD相机为例，对作业区域进行空间数字化采集得到的作业区域信息包括RGB图像和深度图，可根据RGB图像识别作业目标的水平位置，并根据深度图确定作业目标的高度位置。

控制装置200用于根据作业区域信息，确定作业区域中作业目标的作业位置信息；以及基于作业位置信息，控制第一驱动机构2、转动驱动机构3、第二驱动机构4，以使作业机构5移动至作业位置，并控制作业机构5对作业目标进行作业。

具体的，在控制装置200中配置有基于卷积神经网络搭建的目标检测模型。控制装置200在接收到作业信息获取装置300发出的作业区域信息后，将作业区域信息输入到训练好的目标检测模型中，由目标检测模型识别出作业区域中各个作业目标的图像坐标，并确定图像坐标对应的图像高度。可以理解的是，图像坐标和图像高度是在作业信息获取装置300对应的坐标系下的，需要将图像坐标和图像高度转换到多角度作物处理装置100对应的坐标系，得到图像坐标和图像高度在多角度作物处理装置100坐标系下对应的位置信息和高度信息，并将位置信息和高度信息作为作业位置信息。在确定作业位置信息后，控制装置200通过控制第一驱动机构2、转动驱动机构3和第二驱动机构4，以使作业机构5移动至作业位置，并控制作业机构5对作业目标进行作业。

在一个实施例中，多角度作物处理装置100设置有多个，并且多个多角度作物处理装置100按照设定距离并列布置，和/或多个多角度作物处理装置100 相对布置。例如，沿农作物的种植方向，按照设定距离间隔布置多个多角度作物处理装置100，多角度作物处理装置100的数量可按照作业区域的面积大小以及每个多角度作物处理装置100的作业覆盖面积进行设置。如图6所示的多个多角度作物处理装置的布置示意图所示，图6中多个多角度作物处理装置100 设置成沿农作物的种植方向的两列布置，并且两列多角度作物处理装置100相对布置。

在一个实施例中，作业信息获取装置300的检测区域包括第一作业区域，以及在第一作业区域之后的第二作业区域，对应的，作业区域信息包括第一作业区域信息和第二作业区域信息。具体的，第一作业区域为当前进行作业的当前作业区域，第二作业区域为下一个作业区域，即在完成对第一作业区域的作业后，将移动到第二作业区域进行作业，此时第二作业区域将转换为第一作业区域。对应的，作业信息获取装置300对第一作业区域和第二作业区域进行空间数字化采集生成的作业区域信息包括第一作业区域信息和第二作业区域信息。

进一步的，控制装置200在接收到第一作业区域信息和第二作业区域信息后，分别识别第一作业区域信息和第二作业区域信息中的作业目标以及对应的作业位置信息，第一作业区域信息对应的作业位置信息将用于进行第一作业区域的作业处理，第二作业区域信息对应的作业位置信息将用于进行第二作业区域的作业处理，通过将作业信息获取装置300的检测范围延伸到下一作业区域，可提前分析下一作业区域的作业目标的作业位置信息，在多角度作物处理设备移动到第二作业区域时，可直接根据对应的作业位置信息对多角度作物处理装置100进行控制，提高对农作物的作业效率。

其中，第一作业区域信息和第二作业区域信息可由不同的采集传感器进行采集得到，还可以是由同一采集传感器进行采集得到，例如作业信息获取装置 300对应的拍摄范围覆盖第一作业区域信息和第二作业区域。

可选的，多角度作物处理设备可搭载在移动设备中，例如在搭载在车辆或其他移动载具上，并通过移动设备带着多角度作物处理设备在不同的作业区域之间进行移动。

在一个实施例中，多角度作物处理设备还包括目标检测装置400，目标检测装置400与控制装置200连接。其中，目标检测装置400用于对作业机构5进行作业目标检测，生成目标检测信息，目标检测信息用于指示作业目标是否进入作业机构5。相应的，控制装置200在作业机构5移动至作业位置，并且目标检测信息指示作业目标进入作业机构5时，控制作业机构5对作业目标进行作业。

其中，目标检测装置400可以是RGBD相机、双目相机、红外摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、红外传感器、压力传感器、振动传感器等。例如检测作业目标穿过第一切割网52或第二切割网53的体积是否达到体积阈值，或者检测作业目标是否穿过第一切割网52或第二切割网53，若是则生成指示作业目标进入作业机构5的目标检测信。

上述，将多角度作物处理设备移动到作业区域上，通过作业信息获取装置300对作业区域进行空间数字化采集得到作业区域信息，利用控制装置200根据作业区域信息确定作业区域中作业目标的作业位置信息，并基于作业位置信息，通过第一驱动机构2和转动驱动机构3控制作业机构5水平移动，通过第二驱动机构4控制作业机构5竖直移动，以使作业机构5移动至作业位置，使作业目标穿过第一切割网52和第二切割网53，通过作业驱动机构54驱动第一切割网52和第二切割网53交错运动，从而切割作业目标，不需要人工进行打顶作业，有效解决现有技术中人力资源紧张，工作效率低的问题，通过机械的方式进行作物处理，提高作物处理的工作效率，降低人力成本。同时，通过目标检测装置400检测作业目标是否已进入作业机构5，以确定驱动作业机构5进行作业的时机，提高作物处理效果，减少对作业目标进行作业的时机过早或过晚的情况。在完成作业机构5对作业目标的作业后，通过转动驱动机构3控制作业机构5快速转动，从而甩落作业机构5上的物料将会掉落，减少残留在作业机构5上的物料对下一次作业的影响，保证作业效果。

图7给出了本申请实施例提供的一种作物处理方法的流程图，本申请实施例提供的作物处理方法用于控制上述实施例提供的作物处理设备，并应用于上述作物处理设备中的控制装置中，由作物处理设备来执行作物处理方法。

下述以作物处理方法执行作物处理方法为例进行描述。参考图7，该作物处理方法包括：

S101：利用所述作业信息获取装置对作业区域进行空间数字化采集，得到作业区域信息。

示例性的，在作物处理设备移动到作业区域上方后，接收作业信息获取装置对作业区域进行空间数字化采集生成的作业区域信息。

S102：根据所述作业区域信息，确定所述作业区域中作业目标的作业位置，得到作业位置信息。

示例性的，在得到作业区域信息后，识别出作业区域信息中所有的作业目标，并确定作业区域信息中各个作业目标的作业位置，并进一步确定各个作业位置对应的作业位置信息。

在具体的实施方式中，利用训练好的作业目标识别模型识别作业区域信息中的作业目标，基于此，步骤S102包括S1021-S1022：

S1021：利用训练好的目标检测模型，对作业信息获取装置生成的作业区域信息进行作业目标识别，识别出所述作业区域中作业目标在第一坐标系下的初始坐标信息，所述第一坐标系基于所述作业信息获取装置建立。

具体的，基于神经网络建立作业目标识别模型，并利用标记好作业目标的初始坐标信息的样本区域信息作为训练样本，对作业目标识别模型进行训练。将作物处理设备移动到作业区域上后，获取作业信息获取装置生成的作业区域信息，并将作业区域信息输入到训练好的作业目标识别模型中，由作业目标识别模型识别出作业区域信息中的作业目标，并确认作业区域中作业目标在第一坐标系下的初始坐标信息。其中，第一坐标系基于作业信息获取装置建立。

以RGBD相机作为作业信息获取装置的采集传感器为例，假设作业目标为顶芽，作业信息获取装置利用RGBD相机拍摄作业区域，得到作业区域对应的图像信息(包括RGB图像和深度图，可根据RGB图像识别作业目标的水平位置，并根据深度图确定作业目标的高度位置)，并将图像信息输入到作业目标识别模型中，由作业目标识别模型识别出图像信息中的顶芽，并确定这些顶芽在 RGB图像中的图像坐标(x，y)，并根据深度图确定各个图像坐标对应的图像高度y，此时作业目标在第一坐标系下的初始坐标信息为(x，y，z)。

S1022：对所述初始坐标信息进行坐标系转换，得到所述初始坐标信息在第二坐标系下的作业位置信息，所述第二坐标系基于作物处理装置建立。

本实施例提供的第二坐标系基于作物处理装置建立，并且预先记录有第一坐标系和第二坐标系之间的换算关系。具体的，在得到各个作业目标的初始坐标信息后，根据第一坐标系和第二坐标系之间的换算关系，对初始坐标信息进行坐标系转换，得到初始坐标信息在第二坐标系下的作业位置信息。本实施例提供的物处理机构可通过驱动机构的控制在水平方向和竖直方向上移动。例如将基于作业信息获取装置的第一坐标系下的初始坐标信息(x，y，z)转换为基于作物处理装置的第二坐标系下的作业位置信息(x′，y′，z′)。可以理解的是，为了保证物处理机构在按照高度信息z′下落后，作业目标可正常穿过物处理机构(例如第一切割网和第二切割网)，z′指示的高度大于z指示的高度，例如在z的基础上加上设定高度作为z′。

在一个实施例中，作业信息获取装置的检测区域包括第一作业区域，以及在第一作业区域之后的第二作业区域，对应的，作业区域信息包括第一作业区域信息和第二作业区域信息。基于此，步骤S102还可以是包括S1023-S1024：

S1023：根据作业信息获取装置生成的第一作业区域，确定第一作业区域中作业目标的作业位置，得到作业位置信息。

S1024：根据作业信息获取装置生成的第二作业区域，确定第二作业区域中作业目标的作业位置，得到待作业位置信息，所述待作业位置信息用于在下一次作物处理中作为作业位置信息。

具体的，作业信息获取装置对第一作业区域和第二作业区域进行空间数字化采集生成的作业区域信息包括第一作业区域信息和第二作业区域信息。控制装置在接收到第一作业区域信息和第二作业区域信息后，利用作业目标识别模型分别识别第一作业区域信息和第二作业区域信息中的作业目标以及对应的初始坐标信息，并将初始坐标信息转换为作业位置信息。

其中，第一作业区域信息对应的作业位置信息将用于进行第一作业区域的作业处理，第二作业区域信息对应的作业位置信息将用于进行第二作业区域的作业处理，即在作物处理设备移动到第二作业区域时，可直接根据对应的作业位置信息对作物处理装置进行控制。

可以理解的是，在刚开始进行空间数字化采集时，将采集第一作业区域和第二作业区域对应的第一作业区域信息和第二作业区域信息，在后续的空间数字化采集中，由于上一次空间数字化采集中第二作业区域对应在最新一次空间数字化采集的第一作业区域，则采集第二作业区域对应的第二作业区域信息即可，后续无需等待作业区域信息的采集与作业目标的识别后再控制作物处理装置进行作业，有效提高对农作物的作业效率。

S103：基于所述作业位置信息，控制所述驱动机构，以使所述作业机构移动至所述作业位置。

示例性的，在确定当前的作业区域中各个作业目标对应的作业位置信息后，通过驱动机构使作业机构移动至作业位置。例如，通过第一驱动机构和转动驱动机构将作业机构移动到作业位置信息对应的水平位置，并通过第二驱动机构控制作业机构向下移动至作业位置信息对应的高度位置，从而使作业机构移动至作业位置，此时作业目标进入作业机构的作业范围。

在一个实施例中，作物处理装置上设置有多个作业机构。基于此，在基于所述作业位置信息，控制所述驱动机构，以使所述作业机构移动至所述作业位置时，具体包括步骤S1031-S1032：

S1031：基于每个所述作业目标的所述作业位置信息，向作业机构分配所述作业目标。

S1032：基于所述作业位置信息，控制驱动机构，以使所述作业机构移动至分配到的所述作业目标对应的所述作业位置。

在确定作业区域中每个作业目标的作业位置信息后，按照就近分配的原则，根据作业位置信息确定每个作业目标所对应的作业范围，将各个作业目标分配所在作业范围对应的作业机构。在确定各个作业机构所分配到的作业目标后，对于每一个作业机构，根据所分配到的作业目标对应的作业位置信息后，通过驱动机构使作业机构移动至作业位置。通过将作业目标分配到更接近的作业机构，减少作业机构在进行农作物作业时的移动距离，提高作业效率。

S104：在所述作物处理装置移动至所述作业位置时，控制所述作业机构对所述作业目标进行作业。

示例性的，在将作业机构移动至作业目标对应的作业位置时，控制作业机构对该作业位置的作业目标进行作业。需要进行解释的是，对作业目标进行作业可以是对农作物进行打顶作业、采摘作业等，例如对棉花进行顶芽打顶、棉花采摘等，对应的作业目标为农作物上的顶芽、棉花。本实施例以打顶作业为例进行描述。在作业机构移动至作业位置时，控制作业机构对作业目标进行切割，实现打顶作业。

在完成对一个作业目标的作业后，可进一步确定同一作业区域中其他等待作业的作业目标，确定该作业目标的作业位置信息，并按照上述控制方式控制作业机构移动到新的作业位置信息对应的作业位置处，对新的作业目标进行作业；或者是在完成对该作业区域的作业目标的作业后，将作物处理设备移动到下一个作业区域，并重新对新的作业区域中作业目标的作业流程。

在一个实施例中，在作物处理设备上设置有目标检测装置，该目标监测装置用于检测作业目标是否进入作业机构。具体的，目标检测装置安装在作业机构上，例如将红外反射传感器安装在作业机构上，并对第二切割网上的遮挡物进行检测，在作业目标穿过第二切割网并遮挡红外反射传感器时，认为作业目标已进入作业机构，并生成指示作业目标进入作业机构的目标检测信息。或者是将超声波雷达安装在作业机构上，并对穿过第二切割网上的遮挡物的目标体积进行检测，在目标体积达到设定的体积阈值时，认为作业目标已进入作业机构，并生成指示作业目标进入作业机构的目标检测信息。

基于此，在作业机构移动至分配到的作业目标对应的作业位置之后，或在控制作业机构对作业目标进行作业之前，还包括：确定所述目标检测信息指示所述作业目标进入所述作业机构。在接收到指示作业目标进入作业机构的目标检测信息之前，等待目标检测装置发送目标检测信息，若在设定时间内没收到目标检测信息，则继续控制作业机构往下移动，或者是恢复作业机构的位置，重新检测作业目标的作业位置信息。在接收到指示作业目标进入作业机构的目标检测信息时，控制作业机构对作业目标进行作业。通过目标检测装置检测作业目标是否进入作业机构，准确判断作业机构动作的时机，减少对作业目标进行作业的时机过早或过晚的情况。

上述，将作物处理设备移动到作业区域上，通过作业信息获取装置对作业区域进行空间数字化采集得到作业区域信息，利用控制装置根据作业区域信息确定作业区域中作业目标的作业位置，得到对应的作业位置信息，并基于作业位置信息，通过驱动机构控制作业机构，以使作业机构移动至作业位置，控制作业机构移动至作业目标处，由作业机构对作业目标进行作业，不需要人工进行打顶作业，有效解决现有技术中人力资源紧张，工作效率低的问题，通过机械的方式进行作物处理，提高作物处理的工作效率，降低人力成本。同时，通过目标检测装置检测作业目标是否已进入作业机构，以确定驱动作业机构进行作业的时机，提高作物处理效果，减少对作业目标进行作业的时机过早或过晚的情况。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims (12)

1.一种多角度作物处理装置，其特征在于，包括安装座、第一驱动机构、转动驱动机构、第二驱动机构和作业机构，其中：

所述第一驱动机构，安装于所述安装座，并连接所述转动驱动机构，用于驱动所述转动驱动机构沿第一方向移动；

所述转动驱动机构，连接所述第二驱动机构，用于驱动所述第二驱动机构转动；

所述第二驱动机构，连接所述作业机构，用于驱动所述作业机构沿第二方向移动，所述作业机构的转动方向、所述第一方向和所述第二方向之间为设定角度关系。

2.根据权利要求1所述的多角度作物处理装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括沿第一方向运动控制的第一电机，所述第一电机的固定部分安装于所述安装座，所述第一电机的活动部分连接所述转动驱动机构。

3.根据权利要求1所述的多角度作物处理装置，其特征在于，所述转动驱动机构包括水平旋转控制的悬挂电机，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构，分别连接所述悬挂电机的固定部分和活动部分，或分别连接所述悬挂电机的活动部分和固定部分。

4.根据权利要求1所述的多角度作物处理装置，其特征在于，所述第二驱动机构包括沿第二方向运动控制的第二电机，所述第二电机的固定部分与所述转动驱动机构连接，所述第二电机的活动部分与所述作业机构连接。

5.根据权利要求1所述的多角度作物处理装置，其特征在于，所述作业机构包括作业基座、第一切割网、第二切割网和作业驱动机构，所述作业基座与所述第二驱动机构连接，所述第一切割网、所述第二切割网和所述作业驱动机构安装于所述作业基座，所述第一切割网和所述第二切割网相对设置，所述作业驱动机构用于驱动所述第一切割网和所述第二切割网交错运动。

6.根据权利要求5所述的多角度作物处理装置，其特征在于，所述作业驱动机构包括第一齿轮、第二齿轮和驱动电机，所述第一齿轮与所述第一切割网或所述第二切割网同轴固定连接，所述驱动电机的固定部分固定连接于所述作业基座，所述第二齿轮同轴固定连接于所述驱动电机的活动部分，并与所述第一齿轮啮合。

7.根据权利要求5所述的多角度作物处理装置，其特征在于，所述作业驱动机构为水平往复控制的偏心轮往复机构，所述第一切割网固定连接于所述作业基座，所述第二切割网水平滑动连接于所述作业基座，所述偏心轮往复机构的固定部分连接于所述作业基座，所述偏心轮往复机构的活动部分与所述第二切割网连接。

8.根据权利要求5所述的多角度作物处理装置，其特征在于，所述第一切割网设置于所述第二切割网的下方，所述第一切割网的截面呈中间向下凸出的导向面设置。

9.一种多角度作物处理设备，其特征在于，包括控制装置、作业信息获取装置和如权利要求1-8任一项所述的多角度作物处理装置，所述作业信息获取装置和所述控制装置连接，所述多角度作物处理装置中的第一驱动机构、转动驱动机构、第二驱动机构和作业机构和所述控制装置连接，其中：

所述作业信息获取装置，用于对作业区域进行空间数字化采集，得到作业区域信息；

所述控制装置，用于根据所述作业区域信息，确定所述作业区域中作业目标的作业位置信息；以及基于所述作业位置信息，控制所述第一驱动机构、所述转动驱动机构、所述第二驱动机构，以使所述作业机构移动至作业位置，并控制所述作业机构对所述作业目标进行作业。

10.根据权利要求9所述的多角度作物处理设备，其特征在于，所述多角度作物处理装置设置有多个，并且多个所述多角度作物处理装置按照设定距离并列布置，和/或多个所述多角度作物处理装置相对布置。

11.根据权利要求9所述的多角度作物处理设备，其特征在于，所述作业信息获取装置的检测区域包括第一作业区域，以及在所述第一作业区域之后的第二作业区域，对应的，所述作业区域信息包括第一作业区域信息和第二作业区域信息。

12.根据权利要求9所述的多角度作物处理设备，其特征在于，所述多角度作物处理设备还包括目标检测装置，所述目标检测装置与所述控制装置连接，其中：

所述目标检测装置，用于对所述作业机构进行作业目标检测，生成目标检测信息，所述目标检测信息用于指示所述作业目标是否进入所述作业机构；

所述控制装置，在所述作业机构移动至作业位置，并且所述目标检测信息指示所述作业目标进入所述作业机构时，控制所述作业机构对所述作业目标进行作业。

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