[发明专利]一种带有智能仿生采摘手的烟草收获机

权利要求书

1.一种带有智能仿生采摘手的烟草收获机，包括车架和行车部分，其特征在于：车架包括主车架顶板和底部叶箱挡板，主车架顶板和底部叶箱挡板通过车架框相连，行车部分中的行车子系统安装在底部叶箱挡板上，主车架顶板上装有发动机，烟叶收集箱装在主车架顶板上，在底部叶箱挡板和烟叶收集箱之间装有烟叶传送带主传送带部分，烟叶传送带主传送带部分通过传送带输入系统与发动机相连，在底部叶箱下方装有烟叶传送带底部传送带部分，烟叶传送带底部传送带部分也通过传送带输入系统与发动机相连；车框架前部设置驾驶室，驾驶室内部安装控制总系统工作箱，左右前轮通过上方导向器连接，车框架左右两侧对称放置仿生采摘手高度调节杆，仿生采摘手高度调节杆与车框架活动连接，在每个仿生采摘手高度调节杆上设置有仿生采摘系统，在仿生采摘系统中仿生采摘手对应位置安装双目摄像系统；控制总系统控制仿生采摘系统和行车控制子系统，控制总系统接收双目摄像系统的信号；行车控制子系统控制整车动力。

2.如权利要求1所述的一种带有智能仿生采摘手的烟草收获机，其特征在于：所述的仿生采摘子系统具体结构为，仿生采摘手安装在弹簧杆上，弹簧杆由凸轮装置带动做上下运动，凸轮电机为凸轮装置提供转动动力，弹簧杆通过固定环固定在固定板上，伸缩电机通过丝杆传动结构带动固定板伸缩运动，仿生采摘手为两指手型装置，两指连接处设置有舵机，由舵机控制完成两指的运动；其中舵机、凸轮电机和伸缩电机都受控制总系统控制。

3.如权利要求2所述的一种带有智能仿生采摘手的烟草收获机，其特征在于：所述固定板上下设置有移动转轴，移动转轴与仿生采摘手高度调节杆接触处具有螺纹，转动转轴时带动固定板移动，调整仿生采摘系统在仿生采摘手高度调节杆上的位置。

4.如权利要求2所述的一种带有智能仿生采摘手的烟草收获机，其特征在于：所述的两指手型装置的指型结构是由两个半圆形金属片连接而成的S型结构。

5.如权利要求3所述的一种带有智能仿生采摘手的烟草收获机，其特征在于：所述金属片为铝合金金属片。

6.一种带有智能仿生采摘手的烟草收获机工作方法，其特征在于：第一步，通过仿生采摘手高度调节杆调整仿生采摘手的高度，达到待采摘烟叶高度的要求，并调整固定板上的移动轴承使仿生采摘手位置和双目摄像系统对应，启动烟草收获机进入待采摘烟田并开启仿生采摘系统；

第二步，双目摄像系统开始实时采集烟株图像，并锁定待采摘烟株茎秆，利用现有的双目测距算法实时计算出烟株茎秆与半圆形仿生采摘手中心点之间的距离，等待采摘系统发出采摘指令；

第三步，在双目摄像系统跟踪烟株茎秆的过程中，通过不断检测烟株茎秆与仿生采摘手中心点之间的距离L，设某时刻二者之间的距离为L0，下一时刻二者之间的距离为L1，从正确识别出烟株茎秆特征开始，如果检测到二者之间距离开始变大，即L0<L1时执行第四步；

第四步，执行采摘动作，采摘成熟烟叶。

7.如权利要求6所述的一种带有智能仿生采摘手的烟草收获机工作方法，其特征在于：所述第二步的的具体过程如下：

第一步：双目摄像系统开始工作后，不断采集待采摘烟田中烟株的视频信号，将该视频信号发送至图像处理器；

第二步：像处理器从视频信号中选取一帧图片，并利用清晰度评价函数对其清晰度进行判断：如果该图片清晰度符合系统识别烟株茎秆特征的要求，则进行第三步，如果该图片清晰度不符合系统识别烟株茎秆特征的要求，则返回继续选取视频序列中的图片，直到清晰度符合系统的要求为止；

第三步：从视频信号中选取清晰图片后，对烟株图像进行特征匹配处理，识别出烟株茎秆特征；

第四步：识别出烟株茎秆后，采用现有的双目测距算法计算出烟株茎秆与仿生采摘手中心点之间的距离，并实时更新该距离，锁定烟株茎秆。