一种精确定位的双容器苗木栽培系统及其智能作业方法技术方案

本发明专利技术公开了一种精确定位的双容器苗木栽培系统及其智能作业方法，包括中心控制站、云控制中心、手机操控端、定位标签、LORA传输终端、作业机器人、LORA传输网关、移动定位基站以及苗木栽培双容器；既可以保障苗木根系的充分发育，实现苗木的快速成苗，同时又方便起苗操作，切断土壤中的苗木根系。同时由于内容器的苗木根系得到保护，苗木的移栽存活率高，缓苗期短。精确的导肥口和自动施肥作业与用药作业，既可以促进苗木的快速、高质成长，也可以减少劳动力，节约人工，具有十分广阔的应用价值与市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种精确定位的双容器苗木栽培系统及其智能作业方法
本专利技术涉及苗木栽培系统以及作业方法领域，尤其是一种精确定位的双容器苗木栽培系统及其智能作业方法。
技术介绍
苗木的生长周期长，苗木栽培的资金收益率相对较低，人工成本在苗木栽培的总成本中占比较大。容器式苗木栽培人工投入相对较少，被越来越多的种植户所接受。但容器式苗木栽培由于施肥相对不便利，因此对栽培基质有较为严格要求，基质需要能够基本满足苗木生长期的肥力需要。这样一方面增加了苗木的栽培成本，另一方面由于容器限制了根系的发育，容积式苗木栽培的生长也相较常规技术生长缓慢。同时苗木栽培的施肥用药大多采用人工方式，采用北斗导航+超宽带(UltraLAideBand,ULAB)精确定位技术，对作业机器人进行导航与精确定位，进行精确定位作业管理，通过精确定位作业管理，形成低成本的单株苗木作业管理。而传统的方法是采用RFID作为单株苗木管理，而RFID存在缺乏地理标识、RFID与植株信息的绑定需要手动批量输入等缺陷。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术提供了一种精确定位的双容器苗木栽培系统及其智能作业方法，精确定位作业通过地理信息对单株苗木自动形成唯一性管理，为苗木种植的精确水肥药作业奠定了良好基础。技术方案：为达到上述目的，本专利技术可采用如下技术方案：一种精确定位的双容器苗木栽培系统，包括中心控制站、云控制中心、手机操控端、定位标签、LORA传输终端、作业机器人、LORA传输网关、移动定位基站以及苗木栽培双容器；作业机器人根据作业任务，行走至指定作业位置，完成指定作业任务，作业任务通过云控制中心实时传递至作业机器人；指定作业任务完成后，作业的起始时间，以及其它作业过程记录通过作业机器人传递至云控制中心；具体工作路径为作业机器人→LORA传输终端→LORA传输网关→中心控制站→云控制中心；作业机器人进行自主作业是通过作业机器人的作业定位和中心控制站的基准定位，在数据库中动态建立双容器栽培苗木的精准定位；作业机器人的作业执行路径为云控制中心→手机操控端→云控制中心→中心控制站→LORA传输网关→LORA传输终端→作业机器人。更进一步的，所述中心控制站以及移动定位基站均具有北斗导航。更进一步的，所述作业机器人具有北斗定位+超宽带定位。更进一步的，所述苗木栽培双容器包括外容器、无纺布材质的内容器，所述外容器的内侧壁的相对面分别设有一个往上延伸至容器外部的导肥管；所述导肥管顶部设有一个旋转导肥口；所述导肥管上设有多个导肥袋；所述内容器上相应部位设有引肥袋；所述导肥袋和引肥袋均为无纺布袋；内容器、外容器通过导肥袋和引肥袋对齐；所述内容器、外容器底部设有多个外侧根口；所述外容器外侧设有根系切刀组件。更进一步的，所述根系切刀组件包括根系切刀，固定杆以及连接外置旋转电机的螺旋蜗杆；所述根系切刀为两组，以螺旋蜗杆为中心横向设置，所述固定杆为两根，分别竖直设置在外容器外侧壁两边。更进一步的，所述多个导肥袋和引肥袋设置的高度不同。更进一步的，所述旋转导肥口上有与作业机器人上的施肥电机口成对的接近开关。本专利技术还公开了一种精确定位的双容器苗木栽培系统的智能作业方法，其特征在于包括如下步骤：S1、对苗木场地采用中心控制站进行北斗导航定位；S2、对苗木场地采用定位标签进行精确定位；S3、采用作业机器人对苗木种植区进行精确作业地图的生成；S4、采用作业机器人进行自动作业路径学习；S5、双容器苗木精确定位栽培作业：首先进行苗木栽培作业区的选定和精确定位，移动搭载苗木栽培双容器的作业机器人按苗木预定作业位置进行精确作业栽培，最后生成苗木种植区精确作业地图；新作业区的苗木按S4的方法进行自动作业路径学习；S6、双容器苗木精确定位施肥施药作业：通过手机操控端对相应区域下达施肥施药指令，作业机器人按学习的自动作业路径进行施肥施药作业；S7、双容器苗木精确定位起苗作业。更进一步的，S3中苗木种植区精确作业地图的生成步骤如下：S3-1、所有植株的精确定位获取；S3-2、苗木种植区内苗木分类信息粗划分；S3-3、苗木种植区内苗木分类信息精确划分；S3-4、苗木种植区精确作业地图生成。10、根据权利要求8所述的智能作业方法，其特征在于：S7中苗木双容器苗木精确定位起苗作业步骤如下：S7-1、在作业区数据中选择苗龄合适、苗种类合适的苗木，并选定起苗数；S7-2、优先作业区内的行扫描，引导作业机器人从作业区左上第一行开始进行切根自动作业；S7-3、同S7-2，将规划起苗的苗木外容器的根系全部切断；S7-4、优先作业区内的行扫描，引导作业机器人从作业区左上第一行开始进行起苗作业，起苗后对该位置苗木进行起苗作业记录；S7-5、对苗木树干进行白色特征标记，将树干的一部分刷上白色印记；S7-6、通过摄像头记录白色特征标记区域的该苗木的树干生理特征，,将该特征与树的地理信息结合录入苗木库中，用于苗木的销售出库管理；S7-7、起苗作业完成后，将每一颗苗木当做一个像素点，消除作业地图上的起苗作业区域内已经完成起苗的像素点，更新作业地图的作业区域，形成新的苗木种植区精确作业地图。有益效果：本专利技术具有以下优点：本专利技术公开的一种精确定位的双容器式苗木栽培系统既可以保障苗木根系的充分发育，实现苗木的快速成苗，同时又方便起苗操作，切断土壤中的苗木根系。同时由于内容器的苗木根系得到保护，苗木的移栽存活率高，缓苗期短。精确的导肥口和自动施肥作业与用药作业，既可以促进苗木的快速、高质成长，也可以减少劳动力，节约人工，具有十分广阔的应用价值与市场前景。附图说明图1是本专利技术实施例1中苗木栽培系统的中心控制站的工作原理示意图；图2是本专利技术实施例1中苗木栽培系统定位标签设置方法示意图；图3是本专利技术实施例1中苗木栽培系统的智能作业方法工作流程示意图；图4是本专利技术实施例1中苗木栽培系统的各部分连接方式示意图；图5是本专利技术实施例1中苗木栽培双容器内外容器结构示意图；图6是本专利技术实施例1中苗木栽培双容器的内容器内部结构示意图；图7是本专利技术实施例1中苗木栽培双容器的外容器结构示意图；图8是本专利技术实施例1中苗木栽培双容器的外容器外部根系切刀组件结构示意图。具体实施方式实施例1：请参阅图1-图8所示，本专利技术公开了一种精确定位的双容器苗木栽培系统，包括中心控制站1、云控制中心2、手机操控端3、定位标签4、LORA传输终端5、作业机器人6、LORA传输网关7、移动定位基站8以及苗木栽培双容器9；所述中心控制站1以及移动定位基站8均具有北斗导航；所述作业机器人6具有北斗定位+超宽带定位。具有北斗导航的中心控制站地理位置为(导航经度，导航维度)，北斗导航的中心控制站1的精确标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精确定位的双容器苗木栽培系统，其特征在于包括中心控制站(1)、云控制中心(2)、手机操控端(3)、定位标签(4)、LORA传输终端(5)、作业机器人(6)、LORA传输网关(7)、移动定位基站(8)以及苗木栽培双容器(9)；/n作业机器人(6)根据作业任务，行走至指定作业位置，完成指定作业任务，作业任务通过云控制中心(2)实时传递至作业机器人(6)；指定作业任务完成后，作业的起始时间，以及其它作业过程记录通过作业机器人(6)传递至云控制中心(2)；具体工作路径为作业机器人(6)→LORA传输终端(5)→LORA传输网关(7)→中心控制站(1)→云控制中心(2)；/n作业机器人(6)进行自主作业是通过作业机器人(6)的作业定位和中心控制站(1)的基准定位，在数据库中动态建立双容器栽培苗木的精准定位；作业机器人(6)的作业执行路径为云控制中心(2)→手机操控端(3)→云控制中心(2)→中心控制站(1)→LORA传输网关(7)→LORA传输终端(5)→作业机器人(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种精确定位的双容器苗木栽培系统，其特征在于包括中心控制站(1)、云控制中心(2)、手机操控端(3)、定位标签(4)、LORA传输终端(5)、作业机器人(6)、LORA传输网关(7)、移动定位基站(8)以及苗木栽培双容器(9)；
作业机器人(6)根据作业任务，行走至指定作业位置，完成指定作业任务，作业任务通过云控制中心(2)实时传递至作业机器人(6)；指定作业任务完成后，作业的起始时间，以及其它作业过程记录通过作业机器人(6)传递至云控制中心(2)；具体工作路径为作业机器人(6)→LORA传输终端(5)→LORA传输网关(7)→中心控制站(1)→云控制中心(2)；
作业机器人(6)进行自主作业是通过作业机器人(6)的作业定位和中心控制站(1)的基准定位，在数据库中动态建立双容器栽培苗木的精准定位；作业机器人(6)的作业执行路径为云控制中心(2)→手机操控端(3)→云控制中心(2)→中心控制站(1)→LORA传输网关(7)→LORA传输终端(5)→作业机器人(6)。


2.根据权利要求1所述的精确定位的双容器苗木栽培系统，其特征在于：所述中心控制站(1)以及移动定位基站(8)均具有北斗导航。


3.根据权利要求1所述的精确定位的双容器苗木栽培系统，其特征在于：所述作业机器人(6)具有北斗定位+超宽带定位。


4.根据权利要求1所述的精确定位的双容器苗木栽培系统，其特征在于：所述苗木栽培双容器(9)包括外容器(91)、无纺布材质的内容器(92)，所述外容器(91)的内侧壁的相对面分别设有一个往上延伸至容器外部的导肥管(93)；所述导肥管(93)顶部设有一个旋转导肥口(94)；
所述导肥管(93)上设有多个导肥袋(95)；所述内容器(92)上相应部位设有引肥袋(96)；所述导肥袋(95)和引肥袋(96)均为无纺布袋；内容器、外容器通过导肥袋(95)和引肥袋(96)对齐；所述内容器、外容器底部设有多个外侧根口；
所述外容器(91)外侧设有根系切刀组件。


5.根据权利要求4所述的精确定位的双容器苗木栽培系统，其特征在于：所述根系切刀组件包括根系切刀(97)，固定杆(98)以及连接外置旋转电机的螺旋蜗杆(99)；所述根系切刀(97)为两组，以螺旋蜗杆(99)为中心横向设置，所述固定杆(98)为两根，分别竖直设置在外容器(91)外侧壁两边。


6.根据权利要求4所述的精确定位的双容器苗木栽培系统，其特征在于：所述多个导肥袋(95)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：严方，薛晓松，李娜，崔明，范位龙，董志茹，
申请(专利权)人：江苏农林职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32