[0046] 图1为现有技术中刀苗距测量示意图；
[0047]图2为本发明的一个实施例的智能除草机的刀苗距优化方法流程图；
[0048] 图3为本发明的一个实施例中刀苗距计算示意图；
[0049] 图4为本发明的一个实施例的智能除草机的结构示意图；
[0050]图5为本发明的另一实施例的智能除草机的刀苗距优化方法流程图。
【具体实施方式】
[0051] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发 明，但不能用来限制本发明的范围。
[0052] 图1为现有技术中刀苗距测量示意图，图中示出了现有技术中视觉盲区的产生原 理。如图所示，1表示搭载机构，用于搭载相机2以及锄草刀单元3,4表示作物苗，可以看出 随着搭载机构的移动，相机视场范围会移动，当作物苗处于视觉盲区内时，作物苗信息不会 被采集到，那么经过处理的到的刀苗距就会忽略视觉盲区内的作物苗。
[0053] 因此本发明提供了一种快速、精确的检测智能除草机的连续的刀苗距的方法，如 图2所示，所述方法包括以下步骤：
[0054] S1、计算当前采集的视觉刀苗距与上一次采集的视觉刀苗距的差；
[0055] 其中，视觉刀苗距是指视觉采集的作物苗的位置和锄草刀的位置的距离，即刀苗 距；
[0056] S2、获取当前采集视觉刀苗距与上一次采集视觉刀苗距之间的时间段内的锄草刀 前进的位移；
[0057] S3、根据所述视觉刀苗距的差以及所述锄草刀前进的位移确定锄草刀当前的可信 前进位移；
[0058] S4、根据锄草刀当前的所述可信前进位移以及上一次优化得到的锄草刀的优化刀 苗距得到锄草刀当前的所述优化到苗距。
[0059] 智能除草机包括视觉采集设备以及位移传感器，所述视觉采集设备用于采集锄草 刀的视觉刀苗差，所述位移传感器（检测前进位移的传感器，本发明中主要采用编码器对 测速轮的旋转进行检测，以脉冲对应前进距离的方式得到前进的位移）用于采集所述锄草 刀前进的位移。本发明的方法对应的分析计算过程有下位单片机完成，其实时接收视觉采 集设备发送的刀苗距，并通过位移传感器采集在两次接收刀苗距信息之间锄草刀前进的距 离；另外可以利用位移传感器上传的信号得到除草机前进速度V。
[0060] 图3为本发明的一个实施例中刀苗距计算示意图。测速轮（位移传感器）和锄草 刀单元（安装有锄草刀）都安装在搭载机构上，测速轮上安装有旋转编码器，来测速和测前 进的位移。锄草刀和测速轮在随机器（除草机）前进的过程中，作物苗的位置不变；图中虚 线表示的是上一时刻接收到视觉刀苗距时，测速轮和锄草刀的位置；实线表示的是当前接 收到视觉刀苗距时，测速轮和锄草刀的位置。当锄草刀在两作物株间时，理想状态下有：
[0061] ALS=LS' -Ls = A L c
[0062] 式中，
[0063] ALS一一相邻两次接收到的视觉刀苗距之差（当前采集的视觉刀苗距与上一次采 集的视觉刀苗距的差），下文称为视觉位移偏差，单位为mm ;
[0064] Ls--当前接收到的视觉采集设备发送的刀苗距，单位为mm ;
[0065] Ls'--上一时刻接收到的视觉采集设备发送的刀苗距，单位为mm ;
[0066] ALC一一旋转编码器测得的相邻两次接收刀苗距时间段内锄草刀前进的距离，下 文称为测量位移偏差，单位为mm。
[0067] 进一步地，所述相对偏差利用如下公式计算：
[0069] 其中，^为所述相对偏差，ALC为所述锄草刀前进的位移，ALS为所述当前采集的 视觉刀苗距与上一次采集的视觉刀苗距的差。
[0070] 当前的可信前进位移利用如下公式计算：
[0071]
[0072] 其中，AL为所述可信前进位移，a为预定偏差阀值。
[0073] 其中a的值要根据实际工况下获取的足够多的^值进行选择，a的值取得越小， A L对A L。的依赖程度就越大，反之则越小。
[0074] 进一步地，锄草刀当前的优化刀苗距利用如下公式计算：
[0075] L = Lr - AL
[0076] 其中，L为锄草刀当前的所述优化刀苗距，L'为上一次优化得到的优化刀苗距， AL为当前的可信前进位移。
[0077] 每次接收到视觉采集设备发送的刀苗距信息后，就对视觉位移偏差和测量位移偏 差进行比较，计算出然后根据^的大小确定从上一次接收视觉刀苗距信息到本次接收 视觉刀苗距信息之间锄草刀最可信的前进位移A L，再计算出本次的刀苗距信息L，最后将 刀苗距L和速度V发送给除草机的锄草刀控制系统。
[0078] 相应的，本发明还公开了一种智能除草机的刀苗信息优化系统，所述刀苗信息优 化系统包括视觉采集设备、位移传感器以及优化单元；所述视觉采集设备用于采集锄草刀 的视觉刀苗差，并传递给所述优化单元；所述位移传感器用于采集所述锄草刀前进的位移， 并传递给所述优化单元。
[0079] 所述优化单元用于计算当前采集的视觉刀苗距与上一次采集的视觉刀苗距的差； 获取当前采集视觉刀苗距与上一次采集视觉刀苗距之间的时间段内的锄草刀前进的位移； 并根据所述视觉刀苗距的差以及所述锄草刀前进的位移确定锄草刀当前的可信前进位移； 根据锄草刀当前的所述可信前进位移以及上一次优化得到的锄草刀的优化刀苗距得到锄 草刀当前的所述优化到苗距。
[0080] 进一步地，所述优化单元包括通信模块、优化计算单元以及测量位移单元；所述视 觉采集设备通过所述通信模块将其采集的所述视觉刀苗距传递给所述优化计算单元；所述 测量位移单元与所述位移传感器连接，用于接收所述位移传感器上传的信号，经过处理得 到当前采集视觉刀苗距与上一次采集视觉刀苗距之间的时间段内的锄草刀前进的位移并 传递给所述优化计算单元；所述优化计算单元利用接收的所述视觉刀苗距计算当前采集的 视觉刀苗距与上一次采集的视觉刀苗距的差，计算所述视觉刀苗距的差与当前所述锄草刀 前进的位移的相对偏差，利用所述相对偏差确定锄草刀当前的可信前进位移，并利用锄草 刀当前的所述可信前进位移以及上一次优化得到的锄草刀的优化刀苗距得到锄草刀当前 的所述优化到苗距。
[0081] 进一步地，优化计算单元利用如下公式计算相对偏差：
[0083] 其中，^为所述相对偏差，ALC为所述锄草刀前进的位移，ALS为所述当前采集的 视觉刀苗距与上一次采集的视觉刀苗距的差；
[0084] 优化计算单元利用如下公式计算可信前进位移：
[0086] 其中，AL为所述可信前进位移，a为预定偏差阀值。
[0087] 优化计算单元利用如下公式计算锄草刀当前的优化刀苗距：
[0088] L = L' - A L
[0089] 其中，L为锄草刀当前的所述优化刀苗距，L'为上一次优化得到的优化刀苗距， △ L为当前的所述可信前进位移。
[0090] 进一步地，所述优化单元还包括测速单元，其与所述位移传感器连接，用于将接收 的所述位移传感器的信号进行处理，得到锄草刀前进的速度。
[0091] 如图4所示，选用C8051R)20单片机作为刀苗优化系统的处理器（即优化单元）， 通过串口 R232接受上位机（即视觉采集设备）发送的刀苗距信息，并实时采集位移传感器 的信号脉冲，通过上述刀苗信息优化算法整合视觉刀苗距和测量位移偏差，得出较为真实 的刀苗距信息，同时将优化后的刀苗距信息和机器前进速度信息发送给锄草刀控制系统。 [