耕耙覆膜一体机自适应管理平台的制作方法

1.本发明涉及农田耕作领域，更具体地，涉及一种耕耙覆膜一体机自适应管理平台。


背景技术：

2.农田又称为耕地，在地理学上是指可以用来种植农作物的土地。地球上1亿4800万平方公里的陆地中大约有3100万平方公里是可耕地，森林开伐，荒漠化，例如马达加斯加的中央高原上因为过度的游耕已导致严重的荒漠化。农田另一个面积较小但是重要的原因是河川的治水工程，河岸边的耕地因为缺乏河水带来的泥土不能回填遭侵蚀的部份，耕地进而慢慢流失。而很大部分的耕地都位于许多大河的周边，例如尼罗河、密西西比河、底格里斯河和幼发拉底河、黄河、长江、亚马逊河、恒河和莱茵河。肥沃的耕地都曾经过河流或是海洋的沉积物累积。近代由于治水工程的控制，河流泛滥已经不太常见了，这让耕地上集约的农业足以支持地球上庞大的人口。
3.现有技术中，对于需要执行覆膜操作以执行农作物种植和培育的农田来说，一旦覆膜后，就无法再对农田执行耕耙操作，因此，需要在识别到待覆膜田地内存在面积超限的土块或者过高的茬秆时，在覆膜前对待覆膜田地执行耕耙操作，然而，现有技术中的覆膜机器和耕耙机器都是单一功能的农机设施，在覆膜机器实际操作时并不会考虑待覆膜田地的实际情况。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种耕耙覆膜一体机自适应管理平台，能够在针对性设计的耕耙覆膜一体机的硬件资源上，根据前方田地内是否存在面积超限的土块或者过高的茬秆决定是否启动覆膜前的耕耙操作，从而提升了覆膜控制的自适应水准。
5.相比较于现有技术，本发明具备以下两处突出的实质性特点：
6.(1)在识别到待覆膜田地内存在面积超限的土块或者过高的茬秆时，在覆膜前对待覆膜田地执行耕耙操作，以保证覆膜操作的质量和效果；
7.(2)引用包括耕耙机构、覆膜机构、行走机构和画面捕捉机构的耕耙覆膜一体机，用于为基于待覆膜田地的视觉检测结果实现自适应的耕耙覆膜操作提供硬件基础。
8.根据本发明的一方面，提供了一种耕耙覆膜一体机自适应管理平台，所述平台包括：
9.耕耙覆膜一体机，包括耕耙机构、覆膜机构、行走机构和画面捕捉机构，所述耕耙机构、所述覆膜机构和所述画面捕捉机构都设置在所述行走机构上，所述画面捕捉机构设置在最前端，所述覆膜机构设置在最后端，所述耕耙机构设置在所述画面捕捉机构和所述覆膜机构之间，所述画面捕捉机构用于对前方待覆膜田地执行画面捕捉操作以获得对应的前方田地图像；
10.第一转化机构，设置在所述行走机构上，与所述画面捕捉机构电性连接，用于对接
收到的前方田地图像执行陷阱滤波处理，以获得对应的第一转化图像；
11.第二转化机构，与所述第一转化机构连接，用于对接收到的第一转化图像执行最小值滤波处理，以获得对应的第二转化图像；
12.第三转化机构，与所述第二转化机构连接，用于对接收到的第二转化图像执行利用roberts算子的定制图像信号锐化处理，以获得对应的第三转化图像；
13.第一辨识设备，与所述第三转化机构连接，用于识别所述第三转化图像中的各个土块成像区域，获取每一个土块成像区域构造的几何形状的最大径向半径；
14.第二辨识设备，与所述第一辨识设备连接，用于在存在某一个土块成像区域构造的几何形状的最大径向半径超过预设半径限量时，发出土块过大指令，否则，发出土块细化指令；
15.第三辨识设备，与所述第三转化机构连接，用于识别所述第三转化图像中的各个茬秆成像区域，获取构成每一个茬秆成像区域的各个像素点的各个景深数据；
16.第四辨识设备，与所述第三辨识设备连接，用于在存在某一个茬秆成像区域的某一个像素点的景深数据浅于等于设定景深限量时，发出茬秆过高指令，否则，发出茬秆偏低指令；
17.耕耙驱动设备，分别与所述第二辨识设备、所述第四辨识设备和所述耕耙机构连接，用于在接收到所述土块过大指令或者所述茬秆过高指令时，启动所述耕耙机构执行对下方待覆膜田地的耕耙动作以便于后端的覆膜机构对执行完耕耙动作的下方待覆膜田地执行后续的覆膜处理。
18.根据本发明的另一方面，还提供了一种耕耙覆膜一体机自适应管理方法，所述方法包括使用一种如上述的耕耙覆膜一体机自适应管理平台，用于根据覆膜前田地内是否存在面积超限的土块或者过高的茬秆确定是否执行覆膜前的耕耙操作。
19.本发明的耕耙覆膜一体机自适应管理平台动作连续、操作方便。由于能够根据前方田地内是否存在面积超限的土块或者过高的茬秆决定是否启动覆膜前的耕耙操作，从而提升了覆膜田地的培育效果。
20.附图简要说明
21.本领域技术人员通过参考附图可更好理解本发明的众多优点，其中：
22.图1是依照本发明的耕耙覆膜一体机自适应管理平台的耕耙机构的外形结构图。
具体实施方式
23.下面将参照附图对本发明的耕耙覆膜一体机自适应管理平台的实施方案进行详细说明。
24.为利于耕作、田间管理和轮作换茬以提高土壤肥力，在农田内部划分成的若干长方形田块。一般指由末级固定田间工程设施所围成的田块，它是农业生产中人畜及机械作业的基本单位，也是农田基本建设的最小单元。因此，在规划条田时，需根据地形、土壤、灌溉、排水、机耕、防风、作物种类及经营管理水平等条件，统筹兼顾，综合考虑(见耕地规划)。常见的耕耙工具例如耕耙犁，由铧式犁和立式或卧式旋耕刀辊构成的耕耙联作机械。刀辊由拖拉机动力输出轴驱动。工作时,铧式犁将土垡升起侧翻, 高速转动的刀辊将土垡击碎、抛掷到犁沟里,同时完成耕地和耙地,减少机组对土壤的压实破坏、降低能耗。适于潮湿、黏
重土壤上作业。
25.现有技术中，对于需要执行覆膜操作以执行农作物种植和培育的农田来说，一旦覆膜后，就无法再对农田执行耕耙操作，因此，需要在识别到待覆膜田地内存在面积超限的土块或者过高的茬秆时，在覆膜前对待覆膜田地执行耕耙操作，然而，现有技术中的覆膜机器和耕耙机器都是单一功能的农机设施，在覆膜机器实际操作时并不会考虑待覆膜田地的实际情况。
26.为了克服上述不足，本发明搭建了一种耕耙覆膜一体机自适应管理平台，能够有效解决相应的技术问题。
27.根据本发明实施方案示出的耕耙覆膜一体机自适应管理平台包括：
28.耕耙覆膜一体机，包括耕耙机构、覆膜机构、行走机构和画面捕捉机构；
29.所述耕耙机构的结构如图1所示，在图1中，1为中间固定件，2为支撑板体，3为齿轮连接件，4为旋转轴；
30.其中，所述耕耙机构、所述覆膜机构和所述画面捕捉机构都设置在所述行走机构上，所述画面捕捉机构设置在最前端，所述覆膜机构设置在最后端，所述耕耙机构设置在所述画面捕捉机构和所述覆膜机构之间，所述画面捕捉机构用于对前方待覆膜田地执行画面捕捉操作以获得对应的前方田地图像；
31.第一转化机构，设置在所述行走机构上，与所述画面捕捉机构电性连接，用于对接收到的前方田地图像执行陷阱滤波处理，以获得对应的第一转化图像；
32.第二转化机构，与所述第一转化机构连接，用于对接收到的第一转化图像执行最小值滤波处理，以获得对应的第二转化图像；
33.第三转化机构，与所述第二转化机构连接，用于对接收到的第二转化图像执行利用roberts算子的定制图像信号锐化处理，以获得对应的第三转化图像；
34.第一辨识设备，与所述第三转化机构连接，用于识别所述第三转化图像中的各个土块成像区域，获取每一个土块成像区域构造的几何形状的最大径向半径；
35.第二辨识设备，与所述第一辨识设备连接，用于在存在某一个土块成像区域构造的几何形状的最大径向半径超过预设半径限量时，发出土块过大指令，否则，发出土块细化指令；
36.第三辨识设备，与所述第三转化机构连接，用于识别所述第三转化图像中的各个茬秆成像区域，获取构成每一个茬秆成像区域的各个像素点的各个景深数据；
37.第四辨识设备，与所述第三辨识设备连接，用于在存在某一个茬秆成像区域的某一个像素点的景深数据浅于等于设定景深限量时，发出茬秆过高指令，否则，发出茬秆偏低指令；
38.耕耙驱动设备，分别与所述第二辨识设备、所述第四辨识设备和所述耕耙机构连接，用于在接收到所述土块过大指令或者所述茬秆过高指令时，启动所述耕耙机构执行对下方待覆膜田地的耕耙动作以便于后端的覆膜机构对执行完耕耙动作的下方待覆膜田地执行后续的覆膜处理。
39.接着，继续对本发明的耕耙覆膜一体机自适应管理平台的具体结构进行进一步的说明。
40.在所述耕耙覆膜一体机自适应管理平台中：
41.识别所述第三转化图像中的各个土块成像区域，获取每一个土块成像区域构造的几何形状的最大径向半径包括：基于土块的亮度成像数值区间识别所述第三转化图像中的各个土块成像区域，获取每一个土块成像区域构造的几何形状的最大径向半径。
42.在所述耕耙覆膜一体机自适应管理平台中：
43.识别所述第三转化图像中的各个茬秆成像区域，获取构成每一个茬秆成像区域的各个像素点的各个景深数据包括：基于茬秆的颜色成像特征识别所述第三转化图像中的各个茬秆成像区域，获取构成每一个茬秆成像区域的各个像素点的各个景深数据。
44.所述耕耙覆膜一体机自适应管理平台中还可以包括：
45.时序产生机构，分别与所述第一转化机构、所述第二转化机构、所述第三转化机构、所述第一辨识设备、所述第二辨识设备、所述第三辨识设备以及所述第四辨识设备连接。
46.在所述耕耙覆膜一体机自适应管理平台中：
47.所述时序产生机构用于分别为所述第一转化机构、所述第二转化机构、所述第三转化机构、所述第一辨识设备、所述第二辨识设备、所述第三辨识设备以及所述第四辨识设备提供各自需要的参考时钟数据。
48.在所述耕耙覆膜一体机自适应管理平台中：
49.所述画面捕捉机构设置在最前端，所述覆膜机构设置在最后端，所述耕耙机构设置在所述画面捕捉机构和所述覆膜机构之间包括：相对于所述行走机构的行走方向，所述画面捕捉机构设置在最前端，所述覆膜机构设置在最后端，所述耕耙机构设置在所述画面捕捉机构和所述覆膜机构之间。
50.在所述耕耙覆膜一体机自适应管理平台中：
51.所述第一转化机构、所述第二转化机构、所述第三转化机构、所述第一辨识设备、所述第二辨识设备、所述第三辨识设备以及所述第四辨识设备都设置在所述行走机构上的电气盒内。
52.在所述耕耙覆膜一体机自适应管理平台中：
53.所述第一转化机构、所述第二转化机构、所述第三转化机构、所述第一辨识设备、所述第二辨识设备、所述第三辨识设备以及所述第四辨识设备分别采用具有不同运算容量的可编程逻辑设备来实现。
54.同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种耕耙覆膜一体机自适应管理方法，所述方法包括使用一种如上述的耕耙覆膜一体机自适应管理平台，用于根据覆膜前田地内是否存在面积超限的土块或者过高的茬秆确定是否执行覆膜前的耕耙操作。
55.另外，在所述耕耙覆膜一体机自适应管理平台中，采用不同的配置接口分别与所述第一转化机构、所述第二转化机构、所述第三转化机构、所述第一辨识设备、所述第二辨识设备、所述第三辨识设备以及所述第四辨识设备连接，其中所述不同的配置接口分别为所述第一转化机构、所述第二转化机构、所述第三转化机构、所述第一辨识设备、所述第二辨识设备、所述第三辨识设备以及所述第四辨识设备的工作参数执行现场配置。
56.这里虽详述了本发明的具体实施方式，但应理解，本发明不限于这些精密的实施例，它们不准备把本发明穷举或限于所揭示的精密形式，因而众多修正与变化是显而易见的。

技术特征：
1.一种耕耙覆膜一体机自适应管理平台，其特征在于，所述平台包括：耕耙覆膜一体机，包括耕耙机构、覆膜机构、行走机构和画面捕捉机构，所述耕耙机构、所述覆膜机构和所述画面捕捉机构都设置在所述行走机构上，所述画面捕捉机构设置在最前端，所述覆膜机构设置在最后端，所述耕耙机构设置在所述画面捕捉机构和所述覆膜机构之间，所述画面捕捉机构用于对前方待覆膜田地执行画面捕捉操作以获得对应的前方田地图像；第一转化机构，设置在所述行走机构上，与所述画面捕捉机构电性连接，用于对接收到的前方田地图像执行陷阱滤波处理，以获得对应的第一转化图像；第二转化机构，与所述第一转化机构连接，用于对接收到的第一转化图像执行最小值滤波处理，以获得对应的第二转化图像；第三转化机构，与所述第二转化机构连接，用于对接收到的第二转化图像执行利用roberts算子的定制图像信号锐化处理，以获得对应的第三转化图像；第一辨识设备，与所述第三转化机构连接，用于识别所述第三转化图像中的各个土块成像区域，获取每一个土块成像区域构造的几何形状的最大径向半径；第二辨识设备，与所述第一辨识设备连接，用于在存在某一个土块成像区域构造的几何形状的最大径向半径超过预设半径限量时，发出土块过大指令，否则，发出土块细化指令；第三辨识设备，与所述第三转化机构连接，用于识别所述第三转化图像中的各个茬秆成像区域，获取构成每一个茬秆成像区域的各个像素点的各个景深数据；第四辨识设备，与所述第三辨识设备连接，用于在存在某一个茬秆成像区域的某一个像素点的景深数据浅于等于设定景深限量时，发出茬秆过高指令，否则，发出茬秆偏低指令；耕耙驱动设备，分别与所述第二辨识设备、所述第四辨识设备和所述耕耙机构连接，用于在接收到所述土块过大指令或者所述茬秆过高指令时，启动所述耕耙机构执行对下方待覆膜田地的耕耙动作以便于后端的覆膜机构对执行完耕耙动作的下方待覆膜田地执行后续的覆膜处理。2.如权利要求1所述的耕耙覆膜一体机自适应管理平台，其特征在于：识别所述第三转化图像中的各个土块成像区域，获取每一个土块成像区域构造的几何形状的最大径向半径包括：基于土块的亮度成像数值区间识别所述第三转化图像中的各个土块成像区域，获取每一个土块成像区域构造的几何形状的最大径向半径。3.如权利要求1所述的耕耙覆膜一体机自适应管理平台，其特征在于：识别所述第三转化图像中的各个茬秆成像区域，获取构成每一个茬秆成像区域的各个像素点的各个景深数据包括：基于茬秆的颜色成像特征识别所述第三转化图像中的各个茬秆成像区域，获取构成每一个茬秆成像区域的各个像素点的各个景深数据。4.如权利要求1所述的耕耙覆膜一体机自适应管理平台，其特征在于，所述平台还包括：时序产生机构，分别与所述第一转化机构、所述第二转化机构、所述第三转化机构、所述第一辨识设备、所述第二辨识设备、所述第三辨识设备以及所述第四辨识设备连接。5.如权利要求4所述的耕耙覆膜一体机自适应管理平台，其特征在于：
所述时序产生机构用于分别为所述第一转化机构、所述第二转化机构、所述第三转化机构、所述第一辨识设备、所述第二辨识设备、所述第三辨识设备以及所述第四辨识设备提供各自需要的参考时钟数据。6.如权利要求1所述的耕耙覆膜一体机自适应管理平台，其特征在于：所述画面捕捉机构设置在最前端，所述覆膜机构设置在最后端，所述耕耙机构设置在所述画面捕捉机构和所述覆膜机构之间包括：相对于所述行走机构的行走方向，所述画面捕捉机构设置在最前端，所述覆膜机构设置在最后端，所述耕耙机构设置在所述画面捕捉机构和所述覆膜机构之间。7.如权利要求1所述的耕耙覆膜一体机自适应管理平台，其特征在于：所述第一转化机构、所述第二转化机构、所述第三转化机构、所述第一辨识设备、所述第二辨识设备、所述第三辨识设备以及所述第四辨识设备都设置在所述行走机构上的电气盒内。8.如权利要求1所述的耕耙覆膜一体机自适应管理平台，其特征在于：所述第一转化机构、所述第二转化机构、所述第三转化机构、所述第一辨识设备、所述第二辨识设备、所述第三辨识设备以及所述第四辨识设备分别采用具有不同运算容量的可编程逻辑设备来实现。9.一种耕耙覆膜一体机自适应管理方法，所述方法包括提供一种如权利要求1-8任一所述的耕耙覆膜一体机自适应管理平台，用于根据覆膜前田地内是否存在面积超限的土块或者过高的茬秆确定是否执行覆膜前的耕耙操作。

技术总结
本发明涉及一种耕耙覆膜一体机自适应管理平台，包括：耕耙覆膜一体机，包括耕耙机构、覆膜机构、行走机构和画面捕捉机构，所述画面捕捉机构设置在最前端，所述覆膜机构设置在最后端，所述耕耙机构设置在所述画面捕捉机构和所述覆膜机构之间，所述画面捕捉机构用于对前方待覆膜田地执行画面捕捉操作以获得对应的前方田地图像；耕耙驱动设备，用于在接收到土块过大指令或者茬秆过高指令时，启动所述耕耙机构执行对下方待覆膜田地的耕耙动作。本发明的耕耙覆膜一体机自适应管理平台动作连续、操作方便。由于能够根据前方田地内是否存在面积超限的土块或者过高的茬秆决定是否启动覆膜前的耕耙操作，从而提升了覆膜田地的培育效果。果。果。


技术研发人员：徐闻
受保护的技术使用者：徐闻
技术研发日：2021.09.15
技术公布日：2022/3/8