[发明专利]油菜移栽田间作业质量在线监测系统及其监测方法

说明书

本发明提供油菜移栽田间作业质量在线监测系统，包括移栽装置和安装于移栽装置后方的仿形机构，还包括移栽监测系统，所述移栽监测系统包括连接在移栽装置后挡板侧面的距离传感器、位于移栽装置尾部横梁上的可调节支架和固定安装于所述可调节支架上的外箱体；所述外箱体内设有相机、工控机以及校准传感器；所述距离传感器用于监测仿形机构中连杆到挡板侧面之间的水平距离；所述校准传感器用于测量工业相机距离地面的高度。本发明解决了油菜移栽作业质量监测问题，能够根据机具作业状态，实现监测作业自动化。

技术领域

本发明涉及一种油菜移栽田间作业质量在线监测系统，更具体的说是基于图像采集处理的油菜移栽作业质量实时监测系统及方法。特别适用于大田作业情况下的油菜移栽作业质量的实时在线监测，属于农田管理设备领域。

背景技术

我国冬油菜种植地主要是在长江中下游平原，在冬油菜种植前主要是种植水稻，通常采用水稻-油菜或者水稻-水稻-油菜的轮作模式，由于收获种植时间紧张，采用直播的方式将会导致油菜生长周期不足，因此长江中下游平原多采用移栽的方式进行，油菜移栽的方式能够缩短周转时间，保证了合理的轮作，对实现稳产和高产有着重要的意义。在目前的油菜移栽机中，缺少作业质量监测，需要人工进行不间断观测，影响机具作业效率的提高，增加人力劳动强度，作业质量得不到保证。因此油菜移栽作业质量实时监控有着重要的意义。

目前已有主要为针对水稻插秧的质量监测专利公开，由于水田作业误差小，并未考虑图像校准对计算结果的影响。但是在田间移栽油菜过程中，油菜栽植密度大，旱地平整度差，质量监测过程中田地高度不平问题对计算影响较大，实际作业过程中不能根据机具作业工况进行实时记录和统计，且移栽过程中田地的高低不平影响株距和栽植数目。受上述因素的影响，利用无校准的图像处理方法导致株距计算误差较大，影响栽植质量统计精度。

现阶段油菜移栽的质量监控基本以在栽取苗前判断秧苗有无为主，并未涉及到大田作业时的作业质量在线监测问题。由于实际田间作业情况差异，其他作物的栽后监测系统无法直接应用于油菜移栽。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种可靠性强、校准精确度高的油菜移栽田间作业质量在线监测系统。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：油菜移栽田间作业质量在线监测系统，包括移栽装置和安装于移栽装置后方的仿形机构，其特征在于：还包括移栽监测系统，所述移栽监测系统包括连接在移栽装置后挡板侧面的距离传感器、位于移栽装置尾部横梁上的可调节支架和固定安装于所述可调节支架上的外箱体；所述外箱体内设有相机、工控机以及校准传感器；所述距离传感器用于监测仿形机构中连杆到挡板侧面之间的水平距离；所述校准传感器用于测量工业相机距离地面的高度。

当移栽装置准备作业时，仿形机构控制其下落，连杆到后挡板侧面之间距离减小，当距离小于闭合节点值时，距离传感器信号传输至工控机，工控机控制相机与校准传感器电路的闭合；当距离大于断开节点值时，距离传感器信号传输至工控机，工控机控制相机、校准传感器的电源断开；当相机，校准传感器处于工作状态时，工控机中对拍摄的图像进行处理，不断计算并反馈给操作者；当计算值小于设定指标时，可实时发出警示信号提醒操作者。

本发明还涉及一种油菜移栽田间作业质量在线监测系统的监测方法，其特征在于包括以下几个步骤：

第一步、校准数据库的建立

1.1)选择量程为L₁，刻度明显的直尺作为标定对象，将直尺固定于地面；

1.2)将相机固定在高度可以调节的支架上，通过支架高度的调节，带动校准传感器的高度变化；

1.3)从距离地面50cm高度开始，到250cm止，每1cm拍摄一张照片，一共拍摄200张照片；

1.4)图片进行打印，测量图片上固定刻度的直尺的长度L_X’；