[发明专利]一种基于智能收获机械的无线多传感控制系统及检测方法

权利要求书

1.一种基于智能收获机械的无线多传感控制系统，其特征在于：包括安装在玉米收获机上的中央控制器、基于视觉检测的边缘玉米漏收检测器、散落玉米收捡装置、基于视觉检测的粮箱贮藏量检测器、智能语音播报器以及控制面板；中央控制器、智能语音播报器以及控制面板安装在玉米收获机的驾驶室，边缘玉米漏收检测器安装在驾驶室外侧的上方，粮箱贮藏量检测器安装在粮箱的上方，散落玉米收捡装置安装在玉米收获机的侧方；边缘玉米漏收检测器和粮箱贮藏量检测器通过相机获取视觉图像信息，由中央控制器对视觉图像信息进行处理分析，并通过智能语音播报器进行语音播报以提示驾驶员，然后驾驶员通过控制面板对整个系统进行设置和人机交互；玉米回收拨杆为可收缩型拨杆，不存在玉米漏收现象时，拨杆处于收拢状态，不影响玉米的正常作业，存在玉米漏收现象时，驾驶员操作回收拨杆，拨杆打开，将漏收玉米拢住，并送至收获机分禾器，然后在拨禾装置的作用下被喂入摘穗装置，完成漏收玉米的回收；所述散落玉米收捡装置为具有一定倾斜角和一定承重能力的铁板，安装于玉米收获机的两侧，受到振动而掉落的玉米正好落于铁板上，因为铁板具有一定倾斜角，因此落于铁板上的玉米将在重力的作用下向摘穗装置运动，最终进入摘穗装置，完成散落玉米的捡拾。

2.根据权利要求1所述的基于智能收获机械的无线多传感控制系统，其特征在于：基于视觉检测的边缘玉米漏收检测器通过CCD工业相机采集图像，相机安装在玉米收获机的驾驶室外侧上方，采集玉米收获机前方的玉米图像，并实时传送到中央控制器，由中央控制器进行图像处理，分析是否存在玉米漏收现象，对驾驶员做出相应提示。

3.根据权利要求1所述的基于智能收获机械的无线多传感控制系统，其特征在于：基于视觉检测的粮箱贮藏量检测器通过CCD工业相机采集图像，安装在玉米收获机的粮箱上方，利用单目视觉获取粮箱图像，然后将粮箱的可视化图像传输到中央控制器，由中央控制器进行处理分析。

4.根据权利要求1所述的基于智能收获机械的无线多传感控制系统，其特征在于：散落玉米收捡装置安装在玉米收获机的侧方，用于将被碰撞而掉落的玉米收集起来，并在重力作用下将玉米喂入摘穗装置，完成对散落玉米的收捡。

5.根据权利要求1所述的基于智能收获机械的无线多传感控制系统，其特征在于：控制面板和智能语音播报器安装在玉米收获机的驾驶室，能够共同完成对驾驶员手机信息的处理，确保驾驶员在安全驾驶的同时，又能够及时处理手机信息；同时还能将作业情况反馈到驾驶员手机，使驾驶员能够有效掌握作业情况，对下一步的收获任务进行指导。

6.根据权利要求1所述的基于智能收获机械的无线多传感控制系统，其特征在于：中央控制器具有多传感器信息融合处理的功能；中央控制器完成对图像信息、语音信息、文字信息的处理和反馈，同时发出相应指令控制其他部件，使基于智能收获机械的无线多传感控制系统能够正常运行与工作。

7.一种基于智能收获机械的检测方法，其特征在于：是采用权利要求1～6任一项所述的无线多传感控制系统；包括下述步骤：

(1)判断是否存在玉米漏收现象：中央控制器实时采集边缘玉米漏收检测器获得的图像信息，然后通过图像预处理、图像分割、特征值提取的步骤对图像信息后进行处理和识别，判断是否存在玉米漏收现象；

(2)收获边缘玉米：如果存在玉米漏收现象，通过智能语言播报器以声音的方式传递给驾驶员，提醒驾驶员存在边缘玉米漏收现象；驾驶员收到语音提示后，操控玉米回收拨杆，将漏收玉米拨拢到玉米收获机分禾器前方，使边缘玉米完全被收获；

(3)判断粮箱是否满溢：中央控制器实时采集粮箱贮藏量检测器获得的图像信息，将通过图像处理得出粮箱内玉米堆的面积，从而推测出玉米堆的体积，得出粮箱是否处于满溢状态的图像；当检测到粮箱内贮粮量即将到达满溢状态时，通过语言播报器以声音的方式传递给驾驶员，提醒驾驶员粮箱即将满溢；驾驶员收到语音提示后，采取卸粮操作。

8.根据权利要求7所述的基于智能收获机械的检测方法，其特征在于：步骤(3)中，中央控制器在处理粮箱贮藏量检测器传输过来的图像时，先通过滤波除去图像中的噪声，强调处理目标的特征；将滤波后的图像进行二值化处理，将玉米堆的图像分离出来；通过凸包将得到的玉米堆图像包围起来，得到一个凸多边形；根据得到的凸多边形，计算出基于像素点的面积参数；多次采集不同贮粮量下的粮箱图像，重复前述操作，获取粮箱不同贮粮量的面积参数，得出不同面积参数对应的粮箱贮粮量区间范围，建立粮箱贮粮量与图像基于像素点的面积参数的拟合曲线；在收获机作业过程中，粮箱贮藏量检测器获取粮箱图像，经过图像处理获得粮箱图像的面积参数，根据粮箱贮粮量与图像基于像素点的面积参数的拟合曲线，得到当前粮箱的贮粮量。