一种基于视觉检测的采茶机割刀控制方法与流程

本发明属于计算机视觉技术、计算机控制技术和机械制造技术在采茶机割刀控制方面的应用，尤其涉及一种基于视觉检测的采茶机割刀控制方法。

背景技术：
根据中商情报提供的数据：2012年，据18个产茶省上报数据汇总，我国茶叶种植面积为3578万亩，同比增加201.3万亩，是名副其实的茶叶种植和生产大国。然而传统的茶叶生产多以家庭为单位，从茶叶的采摘到加工均以手工为主，属于劳动密集型产业。从茶叶采摘角度看，一方面由于人力采摘的成本高，增加了茶叶的生产成本；另一方面由于茶叶的采摘时间短，而人力采摘的效率较低，严重限制了茶叶的产量。因此很多科技人员开始研究自动采茶装置来解决上述问题。现有的采茶机按采摘方式不同可分为选择性采茶机和非选择性采摘机两类。如公开号为CN1620848A的发明专利中公开的自动采茶机，以及公开号为CN102487667A的发明专利中公开的一种茶叶摘采机器人，均采用视觉检测技术定位茶叶并用采摘刀爪进行逐个采摘，是两种典型的选择性采摘机，其缺点是生产效率低且对茶园作业条件的要求高，因此此类选择性采摘机未获得大量推广。另外，公开号为CN203194156U的实用新型专利提供了及一种跨行自走乘坐式采茶机，其为非选择性采摘机，包括：采茶机构、用于收集该采茶机构采摘得到的茶叶的茶青收集机构、呈“门”形的机架、连接在该机架底部的橡胶履带式液压底盘、适于沿着所述机架内侧升降的升降架、以及固定在机架上的座椅，其缺点是不能自动调节切割器的高度和角度，对茶园的地形及茶树树冠的平整度要求高。对于乘坐式采茶机，在采摘过程中，由机采驾驶员控制采茶机行驶于茶陇田埂间，使割刀的水平中心位置基本与茶树冠中心对齐，无需多加控制。但是由于茶陇两侧的田地高低不平，及茶树冠高度和嫩芽长势的变化，将严重影响到茶叶采摘质量和采摘效率。

技术实现要素：
本发明为解决上述现有技术存在的缺点，提供一种基于视觉检测的采茶机割刀控制方法，利用计算机视觉检测技术判断割刀相对于茶树冠的位置，并实时输出控制信号来自动调节割刀位置与角度，使之与茶冠面吻合，提高茶叶采摘质量和采摘效率的同时降低采茶机对茶园地形及树冠平整度的要求。一种基于视觉检测的采茶机割刀控制方法，包括以下步骤：1)在割刀中部划分两块颜色不同且相邻的标记区域，分别为标记区域S1和标记区域S2；2)对割刀进行成像，使得所拍摄到的图像中包含有标记区域S1和标记区域S2；3)取一帧图像进行颜色空间转换，得到转换后的色调分量图像；4)在色调分量图像中，对标记区域S1和标记区域S2的颜色进行连通域提取；在标记区域S1内的连通域中取包含像素数量最多的一个连通域记为连通域R，并将对应的像素数量记为NR1；在标记区域S2内的连通域中取包含像素数量最多的一个连通域记为连通域B，并将对应的像素数量记为NB1；并计算得到NC1＝(NR1+NB1)/2；5)相对步骤2)中割刀所处的初始位置，分别改变割刀高度和绕割刀中心旋转割刀角度，取割刀处于这两个位置状态下的两帧图像，重复步骤3)和步骤4)，分别得到与每帧图像对应的NR2和NB2、NR3和NB3，并计算得到NC2＝(NR2+NB2)/2；6)根据公式计算Theight＝|NC2-NC1|，Tangle＝|NR3-NB3|；其中Theight就是后续判断割刀高度是否需要调整的门限值，Tangle就是后续判断割刀角度是否需要调整的门限值；7)实时采集割刀工作时的图像，执行步骤3)和步骤4)的操作，得到对应的NRn和NBn，并计算得到NCn＝(NRn+NBn)/2；8)将NRn-NBn与Tangle、以及将NCn与Theight进行比较分析，得到割刀高度调整值Δh和割刀绕中心旋转角度值Δθ。在步骤1)中，所述的标记区域S1和标记区域S2呈矩形，标记区域S1和标记区域S2分别位于割刀竖直中心线的左右两侧，且标记区域S1和标记区域S2的底部边界贴近割刀刀口。根据标记区域被茶叶遮挡的程度可以判断出割刀相对于茶树冠的位置信息。比如，标记区域S1被遮挡的像素点数量比标记区域S2多，可反映出割刀左侧偏低；又比如标记区域S1和标记区域S2被遮挡的平均像素数量大于阈值或小于阈值，可反映出割刀整体高度相对于茶树冠偏低或偏高。标记区域S1和标记区域S2中分别填充颜色Color1与Color2，为了提高后续对标记区域的颜色进行连通域提取的精确度，要求两个颜色的H分量间相差至少为π/2，Color1、Color2与茶叶颜色以及在摄像头视觉范围内采茶机的其它部分颜色也不相近。同时，所述的标记区域S1和标记区域S2的宽度为W，长度为H，W＝η×L，H＝λ×l，其中L为割刀的长度，l为割刀的宽度，系数η和λ的取值为0.1～0.9，根据检测灵敏度可调。在步骤2)中，对割刀进行成像时，控制割刀中心位于图像中心，割刀长度刚好填满整个图像宽度，并在割刀面上设置平行的上标记线Lineup和下标记线Linedown，使得图像中茶冠上的嫩芽顶部位于上标记线Lineup和下标记线Linedown之间，线条方向与割刀面水平方向一致，长度也与割刀水平长度L相等，与标记区域S1和标记区域S2相交且相交部分不可见。上标记线Lineup和下标记线Linedown的作用是给出一个摄像头参数调节的标准。所述的上标记线Lineup和下标记线Linedown与标记区域S1或标记区域S2的下边界的距离分别为dup和ddown，其中进一步的，在步骤3)中，对色调分量图像进行滤波处理，用来消除图像中的噪声；在步骤4)中，采用区域种子生长法进行连通域提取。在步骤8)中，对NRn-NBn与Tangle和NCn与Theight按下述情况进行比较分析：(1)若满足条件：-Tangle≤NRn-NBn≤Tangle且-Theight≤NCn-NC1≤Theight，表示割刀的高度和角度都刚好合适，不需要调整；(2)若满足条件：-Tangle≤NRn-NBn≤Tangle且NCn-NC1>Theight，表示割刀整体位置偏高，控制割刀下降高度Δh；(3)若满足条件：-Tangle≤NRn-NBn≤Tangle且NCn-NC1<-Theight，表示割刀整体位置偏低，控制割刀上升高度Δh；(4)若满足条件：NRn-NBn>Tangle且-Theight≤NCn-NC1≤Theight，则表示割刀整体高度合适，但左侧偏高，控制割刀绕中心逆时针旋转角度Δθ；(5)若满足条件：NRn-NBn>Tangle且NCn-NC1>Theight，则表示割刀整体高度偏高，且左侧偏高，控制割刀下降高度Δh，并绕中心逆时针旋转角度Δθ；(6)若满足条件：NRn-NBn>Tangle且NCn-NC1<-Theight，则表示割刀整体高度偏低，且左侧偏高，控制割刀上升高度Δh，并绕中心逆时针旋转角度Δθ；(7)若满足条件：NRn-NBn<-Tangle且-Theight≤NCn-NC1≤Theight，则表示割刀整体高度刚好，但左侧偏低，控制割刀绕中心顺时针旋转角度Δθ；(8)若满足条件：NRn-NBn<-Tangle且NCn-NC1>Theight，则表示割刀整体高度偏高，且左侧偏低，控制割刀下降高度Δh，并绕中心顺时针旋转角度Δθ；(9)若满足条件：NRn-NBn<-Tangle且NCn-NC1<-Theight，则表示割刀整体高度偏低，且左侧偏低，控制割刀上升高度Δh，并绕中心顺时针旋转高度Δθ。在上述控制割刀姿态的过程中，割刀高度可调的范围为±h，Δh为每次调节高度的增益步长，相对于割刀水平状态，割刀角度的可调范围为±θ，每次调节割刀角度的增益步长为Δθ，Δh和Δθ的数值可人为设定。进一步的，在步骤7)中，为了消除采摘过程中的抖动效应，在对割刀进行控制之前，利用当前帧图像中连通域R和连通域B内的像素数量NRn和NBn对NRn'和NBn'按如下方式更新：NRn'＝а×NRn+(1-а)×NR(n-1)'NBn'＝а×NBn+(1-а)×NB(n-1)'其中：NRn'和NBn'分别反映了连通域R和连通域B内的像素数量的短时更新结果，以减小单帧NRn和NBn的抖动，其初始值分别为NR1和NB1；а为更新因子，取值范围为0～1，n为图像序号；并计算NCn'＝(NRn'+NBn')/2。同时，在步骤8)中，利用更新后的NRn'、NBn'和NCn'，按下述情况进行比较分析：(1)若满足条件：-Tangle≤NRn'-NBn'≤Tangle且-Theight≤NCn'-NC1≤Theight，表示割刀的高度和角度都刚好合适，不需要调整；(2)若满足条件：-Tangle≤NRn'-NBn'≤Tangle且NCn'-NC1>Theight，表示割刀整体位置偏高，控制割刀下降高度Δh；(3)若满足条件：-Tangle≤NRn'-NBn'≤Tangle且NCn'-NC1<-Theight，表示割刀整体位置偏低，控制割刀上升高度Δh；(4)若满足条件：NRn'-NBn'>Tangle且-Theight≤NCn'-NC1≤Theight，则表示割刀整体高度合适，但左侧偏高，控制割刀绕中心逆时针旋转角度Δθ；(5)若满足条件：NRn'-NBn'>Tangle且NCn'-NC1>Theight，则表示割刀整体高度偏高，且左侧偏高，控制割刀下降高度Δh，并绕中心逆时针旋转角度Δθ；(6)若满足条件：NRn'-NBn'>Tangle且NCn'-NC1<-Theight，则表示割刀整体高度偏低，且左侧偏高，控制割刀上升高度Δh，并绕中心逆时针旋转角度Δθ；(7)若满足条件：NRn'-NBn'<-Tangle且-Theight≤NCn'-NC1≤Theight，则表示割刀整体高度刚好，但左侧偏低，控制割刀绕中心顺时针旋转角度Δθ；(8)若满足条件：NRn'-NBn'<-Tangle且NCn'-NC1>Theight，则表示割刀整体高度偏高，且左侧偏低，控制割刀下降高度Δh，并绕中心顺时针旋转角度Δθ；(9)若满足条件：NRn'-NBn'<-Tangle且NCn'-NC1<-Theight，则表示割刀整体高度偏低，且左侧偏低，控制割刀上升高度Δh，并绕中心顺时针旋转高度Δθ。本发明的技术方案中：摄像头安装于采茶机正前方，拍摄的是进叶口茶叶采摘情况的视角，在采茶机割刀上预先标定与茶树颜色显著不同的且各自颜色也不同的两个区域，通过检测采集图像中这两个区域的像素点个数，来判定割刀与茶叶树冠之间的相对位置，并输出控制信号来自动调节割刀位置与角度。与现有技术相比，本方法具有以下有益效果：1)、解决了割刀位置与角度的自动控制问题，降低了乘坐式采茶机对茶园地形和茶冠平整度的要求，拓宽了采茶机的应用范围。2)、减少因乘坐人员长时间疲劳作业引起的割刀位置控制失误问题，保证采摘的效率和质量。3)、适合夜晚和阴雨天气的采摘任务。4)、只采用视觉检测方法来实现割刀高度和角度的控制，无需使用倾斜传感器、位移传感器和激光测距等检测手段，系统结构简洁，便于维护。附图说明图1为一种基于视觉检测的采茶机割刀控制系统的结构图。图2为一种基于视觉检测的采茶机割刀控制系统的按键单元示意图。图3为一种基于视觉检测的采茶机割刀控制系统中摄像机的安装示意图。图4为一种基于视觉检测的采茶机割刀控制系统的割刀正面示意图。图5为一种基于视觉检测的采茶机割刀控制系统获取的图像示意图。图中：1为割刀，2为吸风管，3为茶树植株，4为摄像头，5为照明灯，6为采茶机的行进道路，7为区域S1，8为区域S2，9为上标记线Lineup，10为下标记线Linedown。具体实施方式下面结合附图和实例来说明本发明的具体实施方式，应当指出，以下描述的方式只是优选方式之一，在本发明的范围内，本领域的技术人员还可以想出其它一些替代实施方式。实施例1、一种基于视觉检测的采茶机割刀控制系统如图1所示，一种基于视觉检测的采茶机割刀控制系统，主要包括：图像采集单元：主要包括CMOS摄像头和TVP5150视频解码器，其中TVP5150的作用是将视频信号整理成BT656的视频流，直接传输给DM6437处理器的视频处理前端VPFE。在摄像头的正下方设有照明灯，使采摘机适应夜晚和阴雨天气的采摘。图像处理单元：完成图像处理的主处理器为DM6437，其主频为600MHZ，二级缓存包括32KBRAM/Cache的L1P，48KBRAM+32KBRAM/Cache的L1D，以及128KBRAM/Cache的L2。DM6437处理器拥有64通道增强型DMA控制器EDMA3，支持各种数据类型的DMA传输；拥有片上视频输入输出接口VPSS，包括视频处理前端VPFE和视频处理后端VPBE，分别连接摄像机和显示设备，非常适合作为单通道视频处理系统的主处理器。它的主要任务是完成采集图像的颜色空间转换、图像滤波、连通域提取以及割刀相对于茶树冠位置估计。控制信号输出单元：根据图像处理单元得到的割刀相对于茶树冠位置估计，输出高度和角度增益信号来控制电机，实现割刀高度和角度的调节。1)、高度调节信号相对于割刀初始高度，高度可调的范围为±h，增益步长为Δh。本例取h＝15cm，Δh＝1cm，调节信号共分为30级。每次输出一个正(负)增益信号，电机就会相应使割刀平台上升(下降)Δh。2)、角度调节信号相对于割刀水平状态，割刀角度的可调范围为±θ，增益步长为Δθ。本例中分为24级，θ＝60°，Δθ＝5°。每次输出一个正(负)增益信号，电机就会相应使割刀平台绕中心点逆(顺)时针旋转Δθ。按键输入单元：如图2所示，主要包括自动模式切换按键F1、手动模式切换按键F2、割刀高度上升增益按键F3、割刀高度下降增益按键F4、割刀角度逆时针旋转增益按键F5、割刀角度顺时针旋转增益按键F6、摄像头焦距放大增益按键F7和摄像头焦距缩小增益按键F8。当按下手动模式切换按键F2后进入手动控制模式，其上方的LED灯L2点亮，自动模式切换按键F1上方的LED灯L1熄灭，此时可以用键盘中的其他增益按键进行手动控制。例如割刀高度增益按键可以控制割刀高度，割刀角度控制按键可以控制割刀绕中心旋转角度，焦距控制按键可以放大或缩小采集的图像。手动调整好这些参数后再按下自动模式切换按键F1进入自动控制模式，其上方的LED灯L1先闪烁后常亮，手动模式切换按键F2上方的LED灯L2熄灭。LED灯L1闪烁表示处理器正在初始化割刀高度和角度是否需要调整的门限值，当灯L1常亮后表示割刀位置已经准备就绪，其控制权完全交给处理器自动控制，此时键盘中的增益按键则不再起作用。图像显示单元：包括标清显示器，本例中分辨率为720×576。显示内容为进叶口视角的茶叶采摘视频，在按键输入单元处于手动控制模式下，方便操作人员手动调整割刀位置，在按键输入单元处于自动控制模式下，方便乘坐人员实时观测割刀位置及采摘情况。图1中的复位电路为DM6437处理器提供芯片复位功能，时钟电路为DM6437处理器提供输入时钟。如图3所示，摄像头4安装于采茶机正前方，拍摄的是进叶口茶叶采摘情况的视角，割刀1安装在采茶机上，采茶机沿行进道路6行走，吸风管2用于收集切割茶树植株3得到的茶叶。为使采茶机适应夜晚和阴雨天气的采摘任务，摄像头4的一侧还安装有照明灯5，用于在采集图像时进行补充照明。如图4所示，割刀上有两块相邻的矩形区域S17和矩形区域S28，位于割刀水平方向的中心，且与割刀片相邻。矩形区域S1和S2中分别填充颜色Color1与Color2，其中Color1与Color2之间颜色不相近，即要求两个颜色的H分量间相差至少为π/2，Color1、Color2与茶叶颜色以及在摄像头视觉范围内采茶机的其它部分颜色也不相近。S1和S2的宽度都为W，长度都为H。通常取W＝η×L，H＝λ×l，其中L为割刀的水平长度，l为割刀平台的宽度，系数η和λ的取值范围都为0.1～0.9，根据检测灵敏度可调。本例中Color1为红色，Color2为蓝色，η＝0.25，λ＝0.5。另外，割刀面上有两条标记线Lineup9和Linedown10，线条方向与割刀面水平方向一致，长度也与割刀水平长度L相等，与矩形区域S1和S2相交且相交部分不可见。记标记线Lineup和Linedown与矩形区域S1和S2下边界的距离分别为dup和ddown，其中满足本实施例中取如图3所示，摄像头安装于进叶口前端上方，摄像头对准进叶口方向，其角度和焦距可调。手动调整摄像头角度与焦距使采集到的图像达到如下要求：1)、割刀中心位于显示器中心；2)、割刀长度刚好填满整个显示宽度；3)、显示图像中茶冠上的大部分嫩芽顶部位于割刀面上的上标记线Lineup和下标记线Linedown之间。调整好后摄像头位置与采茶机相对固定。实施例2、一种基于视觉检测的采茶机割刀控制方法一种基于视觉检测的采茶机割刀控制方法，对每个茶陇的处理主要分为以下几个步骤：步骤一：割刀与摄像头的初始位置和角度调整，以及割刀高度和角度是否需要调整的门限值获取。每个茶陇开始采摘前需要先手动调整好割刀的高度和角度，然后根据显示图像的位置调整好摄像头的角度和焦距。如图5所示，调整割刀高度和角度使得割刀片与嫩芽根部齐高，割刀角度与茶树冠的长势一致。调整摄像头角度与焦距使采集到的图像达到如下要求：1)、割刀中心位于显示器中心；2)、割刀长度刚好填满整个显示宽度；3)、显示图像中茶冠上的嫩芽顶部位于割刀面上的上标记线Lineup和下标记线Linedown之间。调整好后摄像头位置与采茶机车相对固定。调整过程可在手动模式下通过按键单元中的增益按键来控制。调整完毕后再按自动模式切换键，此时自动模式切换按键F1上方的LED灯L1开始闪烁，手动模式切换按键F2上方的LED灯L2熄灭，此时处理器将顺序完成如下任务：1)、获取并保存一帧当前图像Frame1，将此时的割刀位置称为割刀初始状态。2)、对Frame1进行下述步骤二到步骤四的处理，得到图像Frame1的NR和NB，记为NR1和NB1，令NC1＝(NR1+NB1)/2。3)、自动调整割刀上升一个增益高度Δh，获取并保存新的一帧图像Frame2。4)、对Frame2进行下述步骤二到步骤四的处理，得到图像Frame2的NR和NB，记为NR2和NB2，令NC2＝(NR2+NB2)/2。5)、自动调整割刀下降一个增益高度，割刀位置回到初始状态，然后绕中心逆时针旋转一个增益角度Δθ，保存新的一帧图像Frame3。6)、对Frame3进行下述步骤二到步骤四的处理，得到图像Frame3的NR和NB，记为NR3和NB3，令NC3＝(NR3+NB3)/2。7)、自动调整割刀绕中心顺时针旋转一个增益角度，割刀位置回到初始状态。8)、计算得Theight＝|NC2-NC1|，Tangle＝|NR3-NB3|，其中Theight就是后续判断割刀高度是否需要调整的门限值，Tangle就是后续判断割刀角度是否需要调整的门限值。以上过程中，保存图像的时间点是由割刀位置调整到位后返回完成信号的时刻，采茶机相对地面是静止的，完成步骤一后，自动模式切换按键F1上方的LED灯L1由闪烁状态变为常亮状态，采茶机才开始沿茶埂方向前行采茶，根据新采集得到的图像，重复步骤二到五，直至采摘完整个茶陇。步骤二：取一帧采集图像进行颜色空间转换。因为需要统计区域S1和S2的颜色信息来判断割刀与茶树冠的位置状况，而HIS彩色空间模型将亮度分量与色彩信息分开，对于开发基于彩色描述的图像处理算法HIS模型是一个理想的工具。因此可先将YUV格式的视频转化为RGB，再由RGB转换为HIS，转换方法如下：R＝Y+1.4075×(V-128)G＝Y-0.3455×(U-128)-0.7169×(V-128)B＝Y+1.779×(U-128)其中I分量是亮度信息，S分量是饱和度信息，H分量为色调信息，这里只需要转换色调H分量，因为单个色调分量就可以容易地辨别颜色信息，减少了计算量。步骤三：图像滤波。经颜色空间转换后的H分量图像需要进行平滑处理，用来消除图像中的噪声。本例中采用3×3窗中值滤波方法。步骤四：对区域S1和S2的颜色进行连通域提取。从上至下，从左到右扫描整幅H分量图像，对区域S1的颜色Color1进行H分量的连通域提取，所提取的H分量在基准值±π/4范围内，以减少光照条件等因素对处理结果的影响。然后在所得连通域中取包含像素数量最多的一个记为连通域R，并将对应的像素数量记为NR。同样对区域S2的颜色进行连通域提取，在所得的连通域中取包含像素数量最多的一个记为连通域B，并将对应的像素数量记为NB。本例中区域S1的红色H分量基准值为0，区域S2的蓝色H分量基准值为4π/3，连通域提取采用区域种子生长法。步骤五：在采茶过程中，根据实时采集的图像，估计割刀相对于茶树冠位置估计。根据计算当前帧图像的连通域R与B所包含的像素数量NRn和NBn来估计割刀与茶树冠的相对位置。为了消除采摘过程中的抖动效应，在对割刀进行控制之前，利用当前帧R和B区域的像素数量NRn和NBn对NRn'和NBn'按如下方式更新：NRn'＝а×NRn+(1-а)×NR(n-1)'NBn'＝а×NBn+(1-а)×NB(n-1)'其中NRn'和NBn'分别反映了当前图像中R和B区域的像素数量的短时更新结果，可以减小单帧NRn和NBn的抖动，其初始值分别为NR1和NB1，а为更新因子，其取值范围为0～1，本例中取а＝0.5。令NCn'＝(NRn'+NBn')/2，NS＝NC1，那么以下几种情况分别对应于不同的割刀位置和角度状态：(1)、若满足条件：-Tangle≤NRn'-NBn'≤Tangle且-Theight≤NCn'-NS≤Theight，表示割刀的高度和角度都刚好合适，不需要调整。(2)、若满足条件：-Tangle≤NRn'-NBn'≤Tangle且NCn'-NS>Theight，则表示割刀整体位置偏高。此时输出一个高度负增益信号，控制电机使得割刀下降Δh。(3)、若满足条件：-Tangle≤NRn'-NBn'≤Tangle且NCn'-NS<-Theight，则表示割刀整体位置偏低。此时输出一个高度正增益信号，控制电机使得割刀上升Δh。(4)、若满足条件：NRn'-NBn'>Tangle且-Theight≤NCn'-NS≤Theight，则表示割刀整体高度刚好，但左侧偏高。此时输出一个角度正增益信号，控制电机使得割刀绕中心逆时针旋转Δθ。(5)、若满足条件：NRn'-NBn'>Tangle且NCn'-NS>Theight，则表示割刀整体高度偏高，且左侧偏高。此时输出一个高度负增益信号和一个角度正增益信号，控制电机使得割刀下降Δh，并绕中心逆时针旋转Δθ。(6)、若满足条件：NRn'-NBn'>Tangle且NCn'-NS<-Theight，则表示割刀整体高度偏低，且左侧偏高。此时输出一个高度正增益信号和一个角度正增益信号，控制电机使得割刀上升Δh，并绕中心逆时针旋转Δθ。(7)、若满足条件：NRn'-NBn'<-Tangle且-Theight≤NCn'-NS≤Theight，则表示割刀整体高度刚好，但左侧偏低。此时输出一个角度负增益信号，控制电机使得割刀绕中心顺时针旋转Δθ。(8)、若满足条件：NRn'-NBn'<-Tangle且NCn'-NS>Theight，则表示割刀整体高度偏高，且左侧偏低。此时输出一个高度负增益信号和一个角度负增益信号，控制电机使得割刀下降Δh，并绕中心顺时针旋转Δθ。(9)、若满足条件：NRn'-NBn'<-Tangle且NCn'-NS<-Theight，则表示割刀整体高度偏低，且左侧偏低。此时输出一个高度正增益信号和一个角度负增益信号，控制电机使得割刀上升Δh，并绕中心顺时针旋转Δθ。在本发明中，对割刀的调整贯穿整个采茶过程，直至采茶作业停止，根据地形变化以及茶树的长势，自动调节割刀的高度和角度，实现对割刀位置的精确控制。