[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

说明书

本发明公开了一种对北斗卫星导航精准纠正的农苗对行除草控制方法，包括：工业相机的安装位置与安装角度可保证至少三行农苗和对应的除草架在视野的中心位置；除草架的整体平移由电机和丝杠带动执行，其控制量由视觉系统给出；工业相机实时采集图像，视觉系统对实时图像进行颜色空间分解、图像形态学分析以及灰度直方图拟合处理，确定两个除草杆中心位置和两行荞麦苗的中心位置的图像偏差，并结合图像偏差‑物理偏差‑丝杠偏差‑电机旋转‑脉冲信号之间的标定关系，对偏差进行实时调整本发明减小了对北斗卫星导航的精度要求，同时显著提高了农苗对行除草过程中的定位精度和稳定性，大大减少了自动除草过程中因导航精度不够而对农苗造成的损害。

技术领域

本发明涉及一种除草方法，特别涉及一种北斗卫星导航的除草控制方法。

背景技术

自主驾驶技术，如将北斗卫星导航系统应用在无人驾驶的拖拉机上，通过北斗卫星导航定位，无人驾驶拖拉机能够沿着规定的路线运行，完成速度和运行控制各种任务，实现拖拉机自动驾驶系统的导航控制，服务于现代农业，应用前景广阔[1,2]。然而在自主驾驶的拖拉机牵引除草架进行农苗对行除草作业时，由于调用先前保存的导航路线与实际农苗行间路径存在一定的误差，若不加以更加精准的修正方法，会导致除草效果大打折扣并损坏农苗。机器视觉系统利用彩色相机对除草杆和农苗区域进行拍摄，对获取的图片进行一系列的图像处理算法，获取两个除草杆以及两行农苗各自中心得到偏差，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。

[1]彭晓琴,徐一,杨昌敏.北斗卫星导航系统在农业领域的应用初探[J].四川农业与农机,2015(04):14-15。

[2]张毅.北斗卫星导航系统在精准农业中应用的研究[J].商品与质量,2017(12):79-79。

发明内容

本发明的目的是提供一种对北斗卫星导航精准纠正的农苗对行除草控制方法，对导航精度的误差通过视觉系统控制电机带动除草架周期性小幅度调整位置，显著提高了农苗对行除草过程中的定位精度和稳定性，大大减少了自动除草过程中因导航精度不够而对农苗造成的损害。

本发明的目的是这样实现的：一种对北斗卫星导航精准纠正的农苗对行除草控制方法，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、曲线平滑等相关操作，确定出所选区域两行荞麦苗的中心位置；

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。

作为本发明的进一步限定，步骤S4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；