本发明专利技术公开了基于牙尖识别与扶正储存的大蒜种植装置，包括间歇送料系统、识别扶正系统以及盛料组件，间隙送料系统与识别扶正系统连接，识别扶正系统与盛料组件连接。间歇送料系统包括水平设置的间歇送料盘、与间歇送料盘底端连接的连接板、顶端与连接板垂直连接的传动杆、与传动杆底端连接的旋转动力机构；间隙送料系统还包括与间歇送料盘连接的落料组件。本发明专利技术提供的基于牙尖识别与扶正储存的大蒜种植装置，能够对大蒜进行快速播种，集送料、芽尖识别扶正、储存功能于一体，巧妙地实现了对大蒜的芽尖进行识别并对其进行姿态扶正储存，提高了大蒜扶正的效率，为后续的种植提供了方便，大大提高了大蒜的出芽率。大大提高了大蒜的出芽率。
【技术实现步骤摘要】
基于牙尖识别与扶正储存的大蒜种植装置
[0001]本专利技术涉及农业
，尤其涉及基于牙尖识别与扶正储存的大蒜种植装置。
技术介绍
[0002]对于大蒜这种鳞茎类植物，播种时常采用人工摆正，对大蒜进行筛选与剥离，能够得到大小饱满、出芽率高的蒜瓣。播种筛选好的蒜瓣时，需要合理控制蒜瓣之间的间距，通常保持在株距10厘米,行距22厘米左右为宜。提高大蒜出芽率有许多方法，例如蒜瓣去顶或者在蒜瓣表面涂抹农药，降低蛀虫率等。但在种植过程中最有效的方法是将大蒜竖直摆放并保证苗芽向上，可以大大提高蒜瓣的出芽率。目前大蒜的种植基本依靠人力，自动化程度很低，而且效率低下，易受主观因素的制约。
[0003]在不同的地形需要根据具体地面情况开垦间距相等的垄沟，种植的同时需要利用人工逐个的将大蒜进行摆正，例如，在一块长50米,宽30米的土地上进行播种，在完整的将蒜瓣播种到一垄沟时需要长时间蹲起达10多分钟，在完成这一整块土地的种植时需要蹲起数10次，时间长达近60多分钟，与此同时，还需要保证蒜瓣的摆放姿势正确。
[0004]2010年，中国农业大学申请了一种实用机器（CN 201623980 U），这款机器相对提高了大蒜播种质量，由机架、定向、取种等机构组成。机器结构简单，播种灵活，但不具有图像识别功能，这就阻碍了进一步判断苗芽位置，影响了出芽率。2017年，韩允利和孙慕清专利技术的“一种大蒜种植用压蒜设备”（CN 207011241 U），需要人工进行蒜瓣的压进，并且需要提前摆放好苗芽的正确位置。虽然保证了出芽率，但依旧大大依赖人工。2019年，李蒙、李栖楠、刘浩、赵付赞和李大玉专利技术的“一种能快速复位的大蒜种植机连续播种机构”（CN 210352129 U），利用PLC控制器的控制进行动作，能实现播种机构的自动快速复位和连续播种，但没有利用图像识别技术来精确的确定蒜瓣苗芽位置，进而难以精确地进行扶正，降低了大蒜的出芽率。
[0005]因此，人工种植不仅低效，并且不能保证高效的出芽率与土地资源利用率，本方案也是针对这一技术问题进行解决。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供基于牙尖识别与扶正储存的大蒜种植装置，解决了如何对大蒜快速播种的技术问题，集送料、芽尖识别扶正、储存功能于一体，巧妙地实现了对大蒜的芽尖进行识别并对其进行姿态扶正储存，提高了大蒜扶正的效率，为后续的种植提供了方便，大大提高了大蒜的出芽率。
[0007]基于牙尖识别与扶正储存的大蒜种植装置，包括间歇送料系统、识别扶正系统以及盛料组件，所述间隙送料系统与所述识别扶正系统连接，所述识别扶正系统与所述盛料组件连接。
[0008]所述间歇送料系统包括水平设置的间歇送料盘、与所述间歇送料盘底端连接的连接板、顶端与所述连接板垂直连接的传动杆、与所述传动杆底端连接的旋转动力机构；
所述间隙送料系统还包括与所述间歇送料盘连接的落料组件。
[0009]所述落料组件包括设置在所述间歇送料盘边缘的外壁挡圈，所述外壁挡圈安装在整体框架上，所述外壁挡圈的内径略大于间歇送料盘的外径；所述间歇送料盘的边沿呈环形阵列设置有若干固定条，相邻的两个所述固定条之间形成落料孔，所述落料孔下方设置有落料管一；所述外壁挡圈内侧还竖直设置有调整挡板，所述调整挡板与所述外壁挡圈呈锐角或者钝角设置，所述调整挡板与所述间歇送料盘之间设置有间隙。
[0010]所述落料管一设置在底板一底端，所述底板一水平设置在所述间歇送料盘的下方，所述底板一为内凹状。
[0011]所述识别扶正系统包括Open MV模块、扶正系统以及与所述扶正系统连接的盛料组件；所述Open MV模块包括Open MV摄像头、辅助照明灯和控制主板，所述Open MV模块通过螺钉固定在整体框架上；所述盛料组件包括同轴设置的外壳、槽孔盘和单向轴承，所述槽孔盘设置在所述外壳内，所述单向轴承设置在所述槽孔盘的中心，所述槽孔盘的外侧面呈环形阵列设置有若干槽孔。
[0012]所述扶正系统包括伺服电机、与所述伺服电机的转轴连接的联动轮、与所述联动轮连接的两个棘爪、分别与两个所述棘爪连接的两个棘轮，所述棘轮通过柱销与所述槽孔盘同轴连接，所述棘轮和所述槽孔盘均穿设有同一安装轴，所述棘爪的一端与所述联动轮侧面连接，所述棘爪的另一端与所述棘轮连接，两个所述棘轮分别设置在所述联动轮的两侧；所述联动轮侧面设置有承接槽板，所述伺服电机通过安装板二设置在整体框架上，所述落料管一的底端设置在所述承接槽板的上方；所述联动轮的两侧通过支撑角铁分别设置有落料管二，所述落料管二的两端分别靠近所述承接槽板、所述槽孔设置，所述支撑角铁固定设置在整体框架上。
[0013]所述棘轮的转动角度与槽孔盘上的槽孔相对应。
[0014]一种大蒜牙尖识别与扶正方法，具体包括以下步骤：步骤S1：当大蒜掉落到承接槽板Ⅱ10上之后，进入拍摄区域，由于大蒜正处于横向放置，所以蒜瓣将有两种状态出现，即蒜头朝左和蒜头朝右；步骤S2：蒜瓣进入到拍摄画面，开始进行识别，通过Open MV模块上的辅助照明灯对进行环境照明；当光照比较均匀且光照强度大约为5lx,且相机的曝光值EV为7的情况下,采集的图像质量最佳，采集图像的背景为黑色。
[0015]步骤S3：对图像进行分割，将采集图像中的蒜瓣和背景区别开来,利用Open MV中自带的强大Python函数库，将图像转换为灰度图，再进行二值化为黑白图，调整合适的阈值，即可获得完整的蒜瓣图像；步骤S4：经过自适应阈值变换后,对采集的图像进行膨胀处理,蒜瓣得到蒜瓣形状轮廓的黑白图；步骤S5：对图像进行扫描，扫描的顺序为由上到下，由左到右，当扫描到的像素点
灰度值为225的蒜瓣时，对应的数组内容加1，最后通过扫描得到了大蒜图形的面积，通过面积可以得到大蒜的最大宽度所在位置；步骤S6：由于大蒜根部和芽尖距离是大蒜最大宽度的距离，因此，芽尖到最大宽度的距离大于根部到最大宽度的距离，所以，通过求得两端到最大宽度所在位置的距离大小，可以得知大蒜根部和芽尖的朝向；步骤S7：Open MV设置有IO口，可以驱动各种电机，当通过算法求得芽尖的朝向之后，会发出电压信号并控制伺服电机，然后产生相应的角度转动，通过计算和实验，求得了最佳的角度变化在50
°
到60
°
之间，转动方向与芽尖的方向一致；步骤S8：当伺服电机发生转动，联动轮和承接槽板一块转动，使大蒜滑入到相应的落料管二中，大蒜沿着落料管二滑入到盛料组件中。
[0016]由于落料管二的直径略小于大蒜的长度，可以保证大蒜在下落的过程中，芽尖的方向不会再次发生偏转。
[0017]所述步骤S8中，当联动轮转动时，会带动棘爪发生偏移并拉动棘轮转动一定的角度，槽孔盘一同转动，棘轮的转动角度和槽孔盘每个槽孔的角度相同；当联动轮复位后，棘爪相应的也跟随一起复位，使棘爪的一端又回到了棘轮的下一个齿上，等待下一次的转动；经过多次的循环，每一次的扶正，都会使槽孔盘发生转动，并转出空余的槽孔，当槽孔装满后，对盛料组件进行及时更换。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于牙尖识别与扶正储存的大蒜种植装置，其特征在于，包括间歇送料系统、识别扶正系统以及盛料组件，所述间隙送料系统与所述识别扶正系统连接，所述识别扶正系统与所述盛料组件连接。2.根据权利要求1所述的基于牙尖识别与扶正储存的大蒜种植装置，其特征在于，所述间歇送料系统包括水平设置的间歇送料盘、与所述间歇送料盘底端连接的连接板、顶端与所述连接板垂直连接的传动杆、与所述传动杆底端连接的旋转动力机构；所述间隙送料系统还包括与所述间歇送料盘连接的落料组件。3.根据权利要求2所述的基于牙尖识别与扶正储存的大蒜种植装置，其特征在于，所述落料组件包括设置在所述间歇送料盘边缘的外壁挡圈，所述外壁挡圈安装在整体框架上，所述外壁挡圈的内径略大于间歇送料盘的外径；所述间歇送料盘的边沿呈环形阵列设置有若干固定条，相邻的两个所述固定条之间形成落料孔，所述落料孔下方设置有落料管一；所述外壁挡圈内侧还竖直设置有调整挡板，所述调整挡板与所述外壁挡圈呈锐角或者钝角设置，所述调整挡板与所述间歇送料盘之间设置有间隙。4.根据权利要求3所述的基于牙尖识别与扶正储存的大蒜种植装置，其特征在于，所述落料管一设置在底板一底端，所述底板一水平设置在所述间歇送料盘的下方，所述底板一为内凹状。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的基于牙尖识别与扶正储存的大蒜种植装置，其特征在于，所述识别扶正系统包括Open MV模块、扶正系统以及与所述扶正系统连接的盛料组件；所述Open MV模块包括Open MV摄像头、辅助照明灯和控制主板，所述Open MV模块通过螺钉固定在整体框架上；所述盛料组件包括同轴设置的外壳、槽孔盘和单向轴承，所述槽孔盘设置在所述外壳内，所述单向轴承设置在所述槽孔盘的中心，所述槽孔盘的外侧面呈环形阵列设置有若干槽孔。6.根据权利要求5所述的基于牙尖识别与扶正储存的大蒜种植装置，其特征在于，所述扶正系统包括伺服电机、与所述伺服电机的转轴连接的联动轮、与所述联动轮连接的两个棘爪、分别与两个所述棘爪连接的两个棘轮，所述棘轮通过柱销与所述槽孔盘同轴连接，所述棘轮和所述槽孔盘均穿设有同一安装轴，所述棘爪的一端与所述联动轮侧面连接，所述棘爪的另一端与所述棘轮连接，两个所述棘轮分别设置在所述联动轮的两侧；所述联动轮侧面设置有承接槽板，所述伺服电机通过安装板二设置在整体框架上，所述落料管一的底端设置在所述承接槽板的上方；...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘学梅，王玉成，林晨，王国庆，王欣童，邵明庆，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：
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