[发明专利]一种基于作物茎秆定位的锄草机器人及锄草方法

说明书

本发明提供了一种基于作物茎秆定位的锄草机器人及锄草方法，涉及自动锄草的技术领域，包括：控制器、GPS定位模块、垄间视觉传感器、作物视觉传感器、电机驱动模块、履带电机、垄间锄草执行器以及株间锄草执行器；所述控制器分别与所述垄间视觉传感器以及作物视觉传感器相连；所述控制器与所述GPS定位模块相连所述控制器通过所述电机驱动模块分别与所述履带电机、垄间锄草执行器以及株间锄草执行器相连。通过本发明提供的方法可以提高现有技术中锄草机器人智能型、并提高智能机器人的锄草效率，进而代替人工作业。

技术领域

本发明涉及智能技术领域，尤其是涉及一种基于作物茎秆定位的锄草机器人及锄草方法。

背景技术

在农作物的苗期生长过程中，株间杂草危害较大，目前最主要的株间锄草方式是化学除草或人工锄草。以化学除草为主的除草方式又给农业带来诸多新问题，如农田杂草种群演替加快、耐药性增强、滥用除草剂造成的耕地环境污染等，作物由于化学药物残留造成食品安全性问题等；而人工锄草受农村劳动力的外流和劳动力价格的逐年上升的影响，这种作业方式对于大规模种植不具有可行性。以机械方式去除田间杂草，不仅可取得较好的除草效果，特别是可以避免使用化学除草剂，消除作物的化学农药污染隐患，保证食品安全。目前普遍使用的锄草机虽然可以显著提高锄草作业效率，但锄草机只能清除行间杂草，对株间杂草却无能为力。智能锄草是一种能自主识别田间作物和杂草，并能针对性地清除作物周边杂草的高新技术。智能株间锄草机器人是能实现高效、安全、环保的锄草作业机器，可以彻底解决作物行间、株间的锄草问题，从而完全取代化学除草和人工锄草。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于作物茎秆定位的锄草机器人及锄草方法，以提高现有技术中锄草机器人智能型、并提高智能机器人的锄草效率，进而代替人工作业。

第一方面，本发明提供了一种基于作物茎秆定位的锄草机器人，包括：

控制器、GPS定位模块、垄间视觉传感器、作物视觉传感器、电机驱动模块、履带电机、垄间锄草执行器以及株间锄草执行器；

所述控制器分别与所述垄间视觉传感器以及作物视觉传感器相连；

所述控制器与所述GPS定位模块相连；

所述控制器通过所述电机驱动模块分别与所述履带电机、垄间锄草执行器以及株间锄草执行器相连。

第二方面，本发明提供了一种利用基于作物茎秆定位的锄草机器人的锄草方法，具体包括如下步骤：

S1：利用所述垄间视觉传感器以及所述作物视觉传感器获取图像；

S2：基于所述垄间视觉传感器以及所述作物视觉传感器获取的图像进行目标识别以及根部定位；

S3：依据所述目标根部定位进行目标测距；

S4：基于目标测距结果获取目标根部与机器本体的距离。

优选的，所述基于所述垄间视觉传感器以及所述作物视觉传感器获取的图像进行目标识别以及根部定位的步骤包括：

S 21：图像空间处理：将获取的图像进行HSV锥形体颜色空间转化并设置H的阈值以对绿色部分的图像进行分割，获取第二图像；

对第二图像转换至RGB图像，并进行灰度二值化处理以获取第三图像A。

优选的，所述S 21：图像空间处理的步骤包括

S22：进行腐蚀操作：定义结构矩阵B，并使B在A上滑动；

判定结构矩阵B与A是否相同：

若相同，则删除第三图像A上结构矩阵B所对应的点直至结构矩阵B遍历第三图像A上所有的点以获取第四图像；

获取第四图像中连接区域最大的图像为第五图像。