[发明专利]用于棉花顶心摘除的定位方法、控制器及摘除装置

说明书

本发明提供了一种用于棉花顶心摘除的定位方法、控制器及摘除装置，其中，该方法包括：获取待摘除顶心棉花植株的彩色图像数据和深度图像数据；将所述彩色图像数据输入预先训练生成的深度学习识别网络模型，识别棉花顶心，获取棉花顶心在彩色图像中的像素坐标；所述深度学习识别网络模型根据多个待摘除顶心棉花植株样本预先训练生成；根据棉花顶心在彩色图像中的像素坐标，以及所述深度图像数据，确定棉花顶心的三维空间位置信息；所述三维空间位置信息用于棉花顶心摘除的定位机构进行定位。上述技术方案提高了棉花顶心摘除的精度和效率。

技术领域

本发明涉及棉花顶心摘除技术领域，特别涉及一种用于棉花顶心摘除的定位方法、控制器及摘除装置。

背景技术

棉花打顶是棉花生产中的重要环节，通过对棉花打顶解除棉花的顶端优势、促进侧芽长出、使株型更为茂密，同时可以促进扩枝，防止旺长所导致的倒伏，并且有助于多结棉桃、提高产量。

目前，主要的棉花打顶方式有人工打顶、机械打顶、化学药物打顶：

1、最传统的人工打顶质量高、对棉花的伤害小，因此，到目前为止，该方式仍然是最常采用的打顶方式。但随着我国劳动人口逐年下降，农业从业人员向其他产业转移的现象日益严重，用工荒的现象日益突出，进而导致工价过高，种植成本过高。

2、化学药物打顶受外界条件等不可预见因素影响较大，施药技术难度大，不易控制最佳的施药时间，且对环境有一定污染。目前，该方式难以被广大棉花种植户普遍接受。

3、采用机械打顶其效率高，不会对对环境产生危害。该方式必将成为将来棉花打顶的主要趋势。早期棉花打顶机的打顶机构主要是滚筒式和甩刀式，这种方式采用一刀切的方式，将道具固定在一定的高度，对棉花顶部进行切割，这种方式出现大量的过打、漏打现象。近些年，通过红外感应或超声波感应的方式实现对棉花植株高度测量，进而调节打顶机构的高度，实现了高度上的控制，在一定程度上解决了漏打现象。但红外或超声波感应只对高度进行大致的探测，不能识别棉花顶心的位置，打顶机构通常需要聚拢装置将棉花顶心限制在一定的范围内，再加上打顶机构控制精度不高，棉花植株顶部损伤较大，漏打、过打现象仍然严重，该方式的作业效果不能满足棉花打顶农艺要求，在生产中使用较少。最近几年，出现通过图像对棉花高度和顶心识别，进而控制打顶机构实施打顶。然而，受限于传统图像识别方法对环境要求高，光照条件苛刻，识别效果和稳定性差，加之打顶机构的不稳定和不精确因素，打顶效果仍然不能满足实际应用需求。

因此，现有机械打顶技术不能满足棉花机械打顶作业的应用需求，例如不能准确识别棉花顶心及其位置，导致存在不便于实施精确棉花顶心摘除、作业效率低、效果差等问题。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于棉花顶心摘除的定位方法，用以提高棉花顶心摘除的精度和效率，该方法包括：

获取待摘除顶心棉花植株的彩色图像数据和深度图像数据；

将所述彩色图像数据输入预先训练生成的深度学习识别网络模型，识别棉花顶心，获取棉花顶心在彩色图像中的像素坐标；所述深度学习识别网络模型根据多个待摘除顶心棉花植株样本预先训练生成；

根据棉花顶心在彩色图像中的像素坐标，以及所述深度图像数据，确定棉花顶心的三维空间位置信息；所述三维空间位置信息用于棉花顶心摘除的定位机构进行定位。

本发明实施例还提供了一种用于棉花顶心摘除的定位控制器，用以提高棉花顶心摘除的精度和效率，该控制器包括：

获取单元，用于获取待摘除顶心棉花植株的彩色图像数据和深度图像数据；