机械式定向减果系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种机械式定向减果系统，包括：自动行驶平台，行驶在西红柿种植园内，包括底部的行走轮、驱动轮和驱动电机以及顶部的摄像机构和机械手臂；摄像机构用于对最近的单株西红柿种植苗执行摄像操作；方向供应设备，用于在接收到减果请求指示时，基于实体体积最小的西红柿果实目标对应的成像图案在内容锐化图像中的相对位置决定机械手臂执行减果动作的运动方向。本发明专利技术还涉及一种机械式定向减果方法。本发明专利技术的机械式定向减果系统及方法控制智能、管理有效。由于能够基于当前最近的单株西红柿种植苗上的果实数量决定是否启动现场的机械式减果处理，并进一步选择将最小的果实作为实施减果的目标，从而提升了种植园管理的智能化水准。智能化水准。智能化水准。

【技术实现步骤摘要】
机械式定向减果系统及方法


[0001]本专利技术涉及智能控制领域，尤其涉及一种机械式定向减果系统及方法。

技术介绍

[0002]智能控制以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础，扩展了相关的理论和技术，其中应用较多的有模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等理论，以及自适应控制、自组织控制和自学习控制等技术。
[0003]专家系统是利用专家知识对专门的或困难的问题进行描述的控制系统。尽管专家系统在解决复杂的高级推理中获得了较为成功的应用，但是专家系统的实际应用相对还是比较少的。模糊逻辑用模糊语言描述系统，既可以描述应用系统的定量模型，也可以描述其定性模型。模糊逻辑可适用于任意复杂的对象控制。遗传算法作为一种非确定的拟自然随机优化工具，具有并行计算、快速寻找全局最优解等特点，它可以和其他技术混合使用，用于智能控制的参数、结构或环境的最优控制。神经网络是利用大量的神经元，按一定的拓扑结构进行学习和调整的自适应控制方法。它能表示出丰富的特性，具体包括并行计算、分布存储、可变结构、高度容错、非线性运算、自我组织、学习或自学习。这些特性是人们长期追求和期望的系统特性。神经网络在智能控制的参数、结构或环境的自适应、自组织、自学习等控制方面具有独特的能力。
[0004]智能控制的相关技术与控制方式结合、或综合交叉结合，构成风格和功能各异的智能控制系统和智能控制器，这也是智能控制技术方法的一个主要特点。
[0005]现有技术中，西红柿种植园面积较大，如果采用人工管理，一方面需要耗费大量的人力成本，另一方面需要专业的管理人员，例如，在是否减株、是否减果、以及减去哪一株西红柿苗或减去哪一颗西红柿果实，都需要专业的判断和有经验的操作技巧。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中的技术问题，本专利技术提供了一种机械式定向减果系统及方法，能够基于当前最近的单株西红柿种植苗上的果实数量决定是否启动现场的机械式减果处理，并进一步选择将最小的果实作为实施减果的目标，从而提升了种植园管理的智能化水准。
[0007]为此，本专利技术需要具备以下三处关键的专利技术点：
[0008](1)基于当前最近的单株西红柿种植苗上的果实数量决定是否启动现场的机械式减果处理，从而保证西红柿果实的成果质量；
[0009](2)引入包括底部的行走轮、驱动轮和驱动电机以及顶部的摄像机构和机械手臂的自动行驶平台为机械减果提供机械操作平台；
[0010](3)在决定实施减果动作时，将最小的果实作为减果目标指向定向减果处理。
[0011]根据本专利技术的一方面，提供了一种机械式定向减果系统，所述系统包括：
[0012]自动行驶平台，行驶在西红柿种植园内，包括底部的行走轮、驱动轮和驱动电机以
及顶部的摄像机构和机械手臂；
[0013]所述摄像机构用于对最近的单株西红柿种植苗执行摄像操作以获得并输出对应的苗体采集图像；
[0014]方向滤波设备，设置在所述自动行驶平台的柔性电路板上，与所述摄像机构连接，用于对接收到的苗体采集图像执行方向滤波处理，以获得并输出相应的方向滤波图像；
[0015]实时增强设备，位于方向滤波设备和内容锐化设备之间，与所述方向滤波设备连接，用于对接收到的方向滤波图像执行图像频域增强处理，以获得并输出相应的实时增强图像；
[0016]内容锐化设备，设置在所述自动行驶平台的柔性电路板上，与所述实时增强设备连接，用于对接收到的实时增强图像执行基于Kirsch算子的锐化处理，以获得并输出相应的内容锐化图像；
[0017]果实检测机构，与所述内容锐化设备连接，用于基于标准西红柿果实图片在所述内容锐化图像中检测出一个以上与所述标准西红柿果实图片的匹配度超限的成像图案；
[0018]动作触发机构，分别与所述机械手臂和所述果实检测机构连接，用于在检测到的一个以上的成像图案的数量大于等于预设数量阈值时，发出减果请求指令；
[0019]体积分析设备，与所述果实检测机构连接，用于基于每一个成像图案对应的西红柿果实目标的成像景深和占据像素数量估算对应的实体体积；
[0020]方向供应设备，分别与所述机械手臂、所述动作触发机构和所述体积分析设备连接，用于在接收到所述减果请求指示时，基于实体体积最小的西红柿果实目标对应的成像图案在所述内容锐化图像中的相对位置决定所述机械手臂执行减果动作的运动方向。
[0021]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种机械式定向减果方法，所述方法包括：
[0022]使用自动行驶平台，行驶在西红柿种植园内，包括底部的行走轮、驱动轮和驱动电机以及顶部的摄像机构和机械手臂；
[0023]所述摄像机构用于对最近的单株西红柿种植苗执行摄像操作以获得并输出对应的苗体采集图像；
[0024]使用方向滤波设备，设置在所述自动行驶平台的柔性电路板上，与所述摄像机构连接，用于对接收到的苗体采集图像执行方向滤波处理，以获得并输出相应的方向滤波图像；
[0025]使用实时增强设备，位于方向滤波设备和内容锐化设备之间，与所述方向滤波设备连接，用于对接收到的方向滤波图像执行图像频域增强处理，以获得并输出相应的实时增强图像；
[0026]使用内容锐化设备，设置在所述自动行驶平台的柔性电路板上，与所述实时增强设备连接，用于对接收到的实时增强图像执行基于Kirsch算子的锐化处理，以获得并输出相应的内容锐化图像；
[0027]使用果实检测机构，与所述内容锐化设备连接，用于基于标准西红柿果实图片在所述内容锐化图像中检测出一个以上与所述标准西红柿果实图片的匹配度超限的成像图案；
[0028]使用动作触发机构，分别与所述机械手臂和所述果实检测机构连接，用于在检测到的一个以上的成像图案的数量大于等于预设数量阈值时，发出减果请求指令；
[0029]使用体积分析设备，与所述果实检测机构连接，用于基于每一个成像图案对应的西红柿果实目标的成像景深和占据像素数量估算对应的实体体积；
[0030]使用方向供应设备，分别与所述机械手臂、所述动作触发机构和所述体积分析设备连接，用于在接收到所述减果请求指示时，基于实体体积最小的西红柿果实目标对应的成像图案在所述内容锐化图像中的相对位置决定所述机械手臂执行减果动作的运动方向。
[0031]本专利技术的机械式定向减果系统及方法控制智能、管理有效。由于能够基于当前最近的单株西红柿种植苗上的果实数量决定是否启动现场的机械式减果处理，并进一步选择将最小的果实作为实施减果的目标，从而提升了种植园管理的智能化水准。
附图说明
[0032]以下将结合附图对本专利技术的实施方案进行描述，其中：
[0033]图1为根据本专利技术实施方案示出的机械式定向减果系统及方法中的自动行驶平台的机械手臂的外观结构图。
具体实施方式
[0034]下面将参照附图对本专利技术的机械式定向减果系统及方法的实施方案进行详细说明。
[0035]番茄(学名：Solanum 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械式定向减果系统，其特征在于，所述系统包括：自动行驶平台，行驶在西红柿种植园内，包括底部的行走轮、驱动轮和驱动电机以及顶部的摄像机构和机械手臂；所述摄像机构用于对最近的单株西红柿种植苗执行摄像操作以获得并输出对应的苗体采集图像；方向滤波设备，设置在所述自动行驶平台的柔性电路板上，与所述摄像机构连接，用于对接收到的苗体采集图像执行方向滤波处理，以获得并输出相应的方向滤波图像；实时增强设备，位于方向滤波设备和内容锐化设备之间，与所述方向滤波设备连接，用于对接收到的方向滤波图像执行图像频域增强处理，以获得并输出相应的实时增强图像；内容锐化设备，设置在所述自动行驶平台的柔性电路板上，与所述实时增强设备连接，用于对接收到的实时增强图像执行基于Kirsch算子的锐化处理，以获得并输出相应的内容锐化图像；果实检测机构，与所述内容锐化设备连接，用于基于标准西红柿果实图片在所述内容锐化图像中检测出一个以上与所述标准西红柿果实图片的匹配度超限的成像图案；动作触发机构，分别与所述机械手臂和所述果实检测机构连接，用于在检测到的一个以上的成像图案的数量大于等于预设数量阈值时，发出减果请求指令；体积分析设备，与所述果实检测机构连接，用于基于每一个成像图案对应的西红柿果实目标的成像景深和占据像素数量估算对应的实体体积；方向供应设备，分别与所述机械手臂、所述动作触发机构和所述体积分析设备连接，用于在接收到所述减果请求指示时，基于实体体积最小的西红柿果实目标对应的成像图案在所述内容锐化图像中的相对位置决定所述机械手臂执行减果动作的运动方向。2.如权利要求1所述的机械式定向减果系统，其特征在于：所述动作触发机构还用于在检测到的一个以上的成像图案的数量小于所述预设数量阈值时，发出拒绝减果指令；其中，所述方向供应设备还用于在接收到所述拒绝减果指令时，将所述机械手臂归位到默认位置。3.如权利要求2所述的机械式定向减果系统，其特征在于：基于每一个成像图案对应的西红柿果实目标的成像景深和占据像素数量估算对应的实体体积包括：每一个成像图案对应的西红柿果实目标的成像景深越浅，估算的对应的实体体积越小。4.如权利要求3所述的机械式定向减果系统，其特征在于：基于每一个成像图案对应的西红柿果实目标的成像景深和占据像素数量估算对应的实体体积包括：每一个成像图案对应的西红柿果实目标占据像素数量越多，估算的对应的实体体积越大。5.如权利要求4所述的机械式定向减果系统，其特征在于，所述系统还包括：语音通知设备，与所述动作触发机构连接，用于接收并播放与所述减果请求指示对应的语音信号；其中，在所述果实检测机构中，所述标准西红柿果实图片的数量至少为一个。6.一种机械式定向减果方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClA零一G七零六，
申请(专利权)人：泰州市华仕达机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：