[发明专利]一种基于机器视觉技术的仿形机械锄草装置

说明书

本发明涉及农业机械领域，公开了一种基于机器视觉技术的仿形机械锄草装置，该除草装置装置由三点悬挂、视觉部分、机体、移动部分组成。本装置应用机器视觉技术，当摄像头对杂草进行识别与定位之后，把杂草的位置参数传给控制系统，由控制系统分配特定锄头进行除草作业，随后结合田间实时行走速度等数据，确定同步带滑台带动移动参数并对其进行位姿调控，把准备进行除草作业的锄头送至指定位置，当杂草即将通过执行部件作业核心区域时，驱动42步进电机进而带动仿形连杆机构进行精准除草。本装置在很大程度上还原了人工除草的工作流程，并利用机器视觉技术做到精准智能除草作业，大大地提高了除草效率，减少了人工成本，降低了伤苗率。

技术领域

本发明公开了一种基于机器视觉技术的仿形机械锄草装置，涉及农业机械领域，具体应用于农业领域多种作物的田间智能除草。

背景技术

农田杂草是一种分布面积广、生命力顽强的植物，它一直存在于人类农耕过程的始末，是自然界中适应性最强、最繁茂的植物之一。杂草会与农作物争夺水分、养分、光照和空间，又或者间接传播病虫害，这都会严重影响农作物的生长发育，降低农产品品质，减少作物产量，给农业生产带来极大损失，同时又增加了管理用工和生产成本。根据统计,我国杂草危害面积庞大,单种作物的减少产量可达上亿千克。由此可见杂草的生长严重危害了我国农业的发展和农产品的质量,因此我们必须采取有效地方式对农田杂草进行防除,以保证我国农产品的产量和质量。为了防治杂草,国内外已经研制出各种方法有光化学除草法、电流除草法、机械除草法、生物除草、化学除草以及人工除草法等等。目前，国内外主要的杂草防控技术是化学除草和机械除草。化学除草，虽然具有省力、快速的特点，但是其施药量大，利用率低，造成了诸多生态与食品安全问题，随着人们食品安全意识的不断增强，化学除草的使用正在逐渐减少。而机械除草是一种绿色非化学可持续的杂草防除技术，机械除草技术以其独有的优势在杂草防治中起到重要的作用，是一种农业可持续发展的关键性生产技术。

目前由于科技水平的限制，机械除草技术不够成熟依然存在很多问题，致使机械除草不能大规模的应用。虽然有些传统的除草机械除去行间的杂草效率很高，但是作物苗株间的杂草精确防除仍然很难实现，主要存在着靠近作物的杂草除净率过低，且极易损苗的现象。本发明针对现存的问题，研制了一种基于机器视觉技术的仿形机械锄草装置。

本发明的目的在于改善现有株间除草技术的不足，为了改善除草效果，提高株间除草率、减少伤苗率，设计了一种基于机器视觉技术的仿形机械锄草装置，该装置整体采用模块拼接的办法，可以根据作业需求调整模块数量以改变单次作业覆盖范围，可适用于多种农作物的不同生长周期的除草作业。同时本发明采用传统农机三点悬挂挂接方式，可以搭载在多种田间行走平台，并且能够适应于多种复杂的田间环境。本装置应用机器视觉技术，在装置上部署视觉识别系统，当摄像头对杂草进行识别与定位之后，把杂草的位置参数传给控制系统，由控制系统分配特定锄头进行除草作业，随后结合田间实时行走速度等数据，确定同步带滑台带动移动参数并对其进行位姿调控，把准备进行除草作业的锄头送至指定位置，当杂草即将通过执行部件作业核心区域时，驱动42步进电机进而带动仿形连杆机构进行精准除草。本装置在很大程度上还原了人工除草的工作流程，并利用机器视觉技术做到精准智能除草作业，大大地提高了除草效率，减少了人工成本，降低了伤苗率。

发明内容

虽然有些传统的除草机械除去行间的杂草效率很高，但是作物苗株间的杂草精确防除仍然很难实现，主要存在着靠近作物的杂草除净率过低，且极易损苗的现象。本发明针对现存的问题，研制了一种基于机器视觉技术的仿形机械锄草装置，该装置整体采用模块拼接的办法，可以根据作业需求调整模块数量以改变单次作业覆盖范围，可适用于多种农作物的不同生长周期的除草作业，本装置在很大程度上还原了人工除草的工作流程，并利用机器视觉技术做到精准智能除草作业，大大地提高了除草效率，减少了人工成本，降低了伤苗率。并且伴随着智能农业时代的到来，农业与智能化相结合成为了推动农业进步的动力源，智能化的结合使农业作业更加的高效率、高质量、高精确。