用于機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)試驗(yàn)的作物模擬運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)試驗(yàn)的作物模擬運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，屬于農(nóng)機(jī)試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展和作物精細(xì)化播種的客觀要求的提出，對(duì)田間農(nóng)作物幼苗或移栽幼苗進(jìn)行有效識(shí)別以及對(duì)作物刈割后的殘茬進(jìn)行檢測(cè)成為相關(guān)農(nóng)機(jī)裝備設(shè)計(jì)和發(fā)展的重點(diǎn)研宄對(duì)象。如何利用機(jī)器視覺(jué)判斷幼苗位置，幼苗生長(zhǎng)形態(tài)，葉片面積，判斷作物根茬位置，以及利用接觸式等檢測(cè)裝置檢測(cè)多年生作物刈割后田間缺苗情況，都需要在研發(fā)相關(guān)農(nóng)機(jī)裝備時(shí)能夠采取有效方便的措施對(duì)所研發(fā)裝備進(jìn)行模擬試驗(yàn)。
[0003]當(dāng)采用機(jī)器視覺(jué)的方法進(jìn)行作物根茬或幼苗的檢測(cè)時(shí)，作物根茬或幼苗所形成的待分析圖像往往以田間土壤為背景，而現(xiàn)有的試驗(yàn)方法多為田間試驗(yàn)或在地面人工布置模擬作物進(jìn)行試驗(yàn)，在田間進(jìn)行試驗(yàn)受到了季節(jié)、氣候和時(shí)間的影響，而人工布置模擬試驗(yàn)則受到場(chǎng)地限制且較為繁瑣。因此需要設(shè)計(jì)放置土壤的作物模擬裝置來(lái)更方面的實(shí)現(xiàn)作物根茬和幼苗的模擬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供用于機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)試驗(yàn)的作物模擬運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，利用農(nóng)業(yè)機(jī)械在田間行走檢測(cè)作物時(shí)與地面和作物之間存在相對(duì)速度的原理，使農(nóng)業(yè)機(jī)械在試驗(yàn)時(shí)靜置不動(dòng)，而在本發(fā)明平臺(tái)上的作物幼苗或根茬不斷運(yùn)動(dòng)，從而模擬田間農(nóng)機(jī)作業(yè)時(shí)同樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械中相關(guān)檢測(cè)設(shè)備的試驗(yàn)活動(dòng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]本發(fā)明的用于機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)試驗(yàn)的作物模擬運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括控制器、基座、固定在基座上與控制器輸出端相連接的電機(jī)、與電機(jī)輸出軸相連接的旋轉(zhuǎn)裝置、多個(gè)步進(jìn)電機(jī)及作物夾持模擬器和安裝在作物夾持模擬器上的模擬作物；控制器的輸出端連接步進(jìn)電機(jī)的輸入端，步進(jìn)電機(jī)的輸出端通過(guò)轉(zhuǎn)軸與作物夾持模擬器相連接，用于實(shí)現(xiàn)作物夾持模擬器的180°轉(zhuǎn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)有環(huán)形區(qū)域，環(huán)形區(qū)域上表面即為模擬田間的地表平面，步進(jìn)電機(jī)及作物夾持模擬器均勻布置在環(huán)形區(qū)域內(nèi)，每個(gè)所述作物夾持模擬器上方設(shè)有蓋板；蓋板中心設(shè)有矩形通孔，作物夾持模擬器設(shè)在矩形通孔的位置，作物夾持模擬器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)恰好在矩形通孔范圍內(nèi)。當(dāng)作物夾持模擬器上的模擬作物轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入蓋板下方時(shí)，作物夾持模擬器的水平表面與蓋板的上表面在同一水平面上；地表平面噴涂有與田間土壤顏色相近的顏料，或者固定有細(xì)沙與土壤層，用于模擬田間幼苗、根茬的生長(zhǎng)環(huán)境。
[0007]上述旋轉(zhuǎn)裝置包括與電機(jī)輸出軸相連接的空心旋轉(zhuǎn)軸、安裝在空心旋轉(zhuǎn)軸上的圓盤(pán)、斜支撐桿和水平支撐桿；矩形通孔設(shè)在圓盤(pán)上；斜支撐桿及水平支撐桿的兩端分別固定在空心旋轉(zhuǎn)軸和圓盤(pán)的圓環(huán)形凸臺(tái)內(nèi)壁上。
[0008]上述電機(jī)輸出軸通過(guò)推力軸承及聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)裝置的空心旋轉(zhuǎn)軸相連接。
[0009]上述環(huán)形區(qū)域由直徑分別為1.2米和0.8米的兩個(gè)同心圓柱壁圍成。
[0010]上述模擬作物安裝在作物夾持模擬器的夾緊端，作物夾持模擬器水平表面的顏色與蓋板上方及環(huán)形區(qū)域內(nèi)所鋪土壤顏色相近。
[0011]本發(fā)明利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理，模擬田間作物相對(duì)于農(nóng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)，能夠方便的對(duì)正在研發(fā)或待檢測(cè)的幼苗、根茬檢測(cè)裝置進(jìn)行試驗(yàn)，節(jié)省了時(shí)間、人力和能源消耗，模擬田間試驗(yàn)?zāi)茉谑覂?nèi)進(jìn)行；能夠排除天氣等不良因素的影響，方便科研人員開(kāi)展相關(guān)農(nóng)機(jī)設(shè)備的試驗(yàn)研宄。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的用于機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)試驗(yàn)的作物模擬運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0014]圖3為圖1中旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為圖1的俯視圖；
[0016]圖中各標(biāo)號(hào):基座1、電機(jī)2、控制器3、旋轉(zhuǎn)裝置4、空心旋轉(zhuǎn)軸4-1、斜支撐桿4-2、水平支撐桿4-3、圓盤(pán)4-4、圓環(huán)形凸臺(tái)內(nèi)壁4-5、作物夾持模擬器5、轉(zhuǎn)軸5_1、夾緊端5_2、步進(jìn)電機(jī)5-3、模擬作物6、蓋板7、環(huán)形區(qū)域8、細(xì)沙與土壤層9。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0018]本發(fā)明的模擬作物幼苗或根茬檢測(cè)裝置試驗(yàn)的平臺(tái)，用于機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)田間作物根茬或幼苗的設(shè)備測(cè)試或試驗(yàn)。
[0019]參見(jiàn)圖1和圖2，其包括控制器3、基座1、固定在基座I上與控制器3輸出端相連接的電機(jī)2、與電機(jī)2輸出軸相連接的旋轉(zhuǎn)裝置4、十個(gè)步進(jìn)電機(jī)5-3及作物夾持模擬器5和安裝在每個(gè)作物夾持模擬器5夾緊端5-2上的模擬作物6。
[0020]基座I放在平整的室內(nèi)地面上，電機(jī)2安裝在基座I中心位置，輸出動(dòng)力軸向上，通過(guò)推力軸承和聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)裝置4的空心旋轉(zhuǎn)軸4-1連接。通過(guò)計(jì)算機(jī)編程將事先設(shè)計(jì)的作物根茬或幼苗模擬分布情況傳送至控制器3。電機(jī)2和控制器3分別連接電源，控制器3還和計(jì)算機(jī)相連，獲得控制指令實(shí)現(xiàn)作物夾持模擬器5的運(yùn)動(dòng)。
[0021]參見(jiàn)圖3，旋轉(zhuǎn)裝置4包括與電機(jī)2輸出軸相連接的空心旋轉(zhuǎn)軸4-1、安裝在空心旋轉(zhuǎn)軸4-1上的圓盤(pán)4-4、斜支撐桿4-2和水平支撐桿4-3 ;所述矩形通孔設(shè)在圓盤(pán)4_4上；所述斜支撐桿4-2及水平支撐桿4-3的兩端分別固定在空心旋轉(zhuǎn)軸4-1和圓盤(pán)4-4的圓環(huán)形凸臺(tái)內(nèi)壁4-5上。圓盤(pán)4-4直徑為1.2m。
[0022]參見(jiàn)圖4，旋轉(zhuǎn)裝置4上表面設(shè)有環(huán)形區(qū)域8，環(huán)形區(qū)域8由兩個(gè)寬度為20cm的金屬薄板折彎成直徑與旋轉(zhuǎn)裝置4邊緣直徑相同的圓柱體和直徑減小40cm的圓柱體同心安裝形成。環(huán)形區(qū)域8即為模擬田間的地表平面O。環(huán)形區(qū)域8內(nèi)噴涂有與田間土壤顏色相近的顏料，或者固定有細(xì)沙與土壤層9 (防止裝置啟動(dòng)、停止以及作物夾持模擬器5的旋轉(zhuǎn)而流動(dòng))，用于模擬田間幼苗、根茬的生長(zhǎng)環(huán)境。
[0023]環(huán)形區(qū)域8