[发明专利]一种对北斗卫星导航精准纠正的农苗对行除草控制方法

权利要求书

1.一种对北斗卫星导航精准纠正的农苗对行除草控制方法，其特征在于，包括卫星导航和视觉系统精准对行调整两个过程：

卫星导航过程：

步骤S1：卫星导航播种；事先对播种路线进行规划，让拖拉机自主驾驶并按照规划的线路进行导航播种；播种完毕后保存导航的路线；

步骤S2：卫星导航除草；提取步骤S1保存的导航路线，拖拉机牵引除草架按照此路线进行除草；

视觉系统精准对行调整过程：

步骤S3：此过程在步骤S2的基础上同步进行，首先由安装在拖拉机后面底部中央位置的彩色工业相机实时采集除草杆及农苗区域的图像，将图像上传至视觉图像处理软件；

步骤S4：对采集的图像进行颜色空间分解、灰度投影、曲线平滑相关操作，确定出所选区域两行荞麦苗的中心位置，具体为：

对相机实时采集的图像进行颜色空间分解rgb-cielab；并使用rgb分解中的g分量与cielab分解中的a分量进行加权求差，以削弱图像的相似部分，突出显示图像的变化部分，得差分图像；

在差分图像上，根据农苗的感兴趣区域，设置灰度测量矩形框，并进行灰度投影；

对于矩形框的灰度投影区域，绘制其灰度投影曲线，并进行曲线平滑；

求平滑灰度曲线的极小值，并根据先验知识，设置感兴趣极小值的范围，求得两行荞麦苗的中心；

步骤S5：对图片中的除草杆设置感兴趣区域，对此区域进行颜色空间分量处理、阈值分割和形态学处理，求取出两个除草杆中心的位置；

步骤S6：根据两行荞麦苗中心和除草杆中心的图像偏差，并结合标定关系，通过modbus通讯发送给电机控制器对应的脉冲数，对偏差进行调整。

2.根据权利要求1所述的一种对北斗卫星导航精准纠正的农苗对行除草控制方法，其特征在于，步骤S5具体为：

首先对相机实时采集的图片中的除草杆部分设置感兴趣区域；

采用cielab颜色空间的b分量进行处理；

对cielab颜色空间b分量处理后的图片进行阈值分割和形态学处理，确定出感兴趣区域中除草杆的具体位置；

求取两个除草杆之间的中心位置。

3.根据权利要求1所述的一种对北斗卫星导航精准纠正的农苗对行除草控制方法，其特征在于，步骤S6具体为：

首先视觉软件确定了图像中两个除草杆和两行农苗各自的中心横轴坐标x1、x2，将两者中心进行对比，得到像素偏差Δx；

然后根据相机标定的像素长度参数：k，单位mm/像素，计算出两者中心的物理距离L＝Δx*k并以此距离指导丝杠的平移距离；

再根据电机丝杠系统的转数平移比：s＝转数/mm，即每移动1mm需要多少转，以及电机控制的脉冲转数比：p＝脉冲数/转，即电机每转需要多少个脉冲，得到电机控制的脉冲数N＝L*s*p；

最后通过modbus通讯发送给电机控制器对应的脉冲数N，控制丝杠平移L距离，从而带动整个除草架进行精确的调整；此外，在拖拉机跟随导航路线行进过程中，采用定周期视觉计算与调整的控制方法，即每个工作周期为0.3s，包括拍照并测量偏差和控制电机调整，0.3s时间到，无论电机调整是否到位都停止电机，然后再次重复S3～S6步骤对实时偏差进行调整。