一种玉米育种田间自交果穗计数装置与控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种玉米育种田间自交果穗计数装置，包括：移动平台件，所述移动平台件包括四轮车架、行走件、自动转向件、电源件和GSM模块；植株识别件，所述植株识别件包括小区识别件、视觉识别件、图像处理装置和激光雷达；所述小区识别件用于接收玉米试验田小区号牌发出的特定射频信号；所述视觉识别件用以获取植株图像并传输至所述图像处理装置，以检测玉米植株上有无红色纸袋和对行操作；所述激光雷达用于检测判断是否行驶至育种田的尽头。本发明专利技术设计思路新颖、结构设计合理、体型小、不需要配备发动机重量轻、续航时间长、自动化程度高，能够显著降低育种人员劳动强度和杂交授粉时间，显著提高玉米自交授粉效率。显著提高玉米自交授粉效率。显著提高玉米自交授粉效率。

【技术实现步骤摘要】
一种玉米育种田间自交果穗计数装置与控制方法


[0001]本专利技术涉及玉米育种
，更具体地说，本专利技术涉及一种玉米育种田间自交果穗计数装置与控制方法。

技术介绍

[0002]自交是玉米育种过程中的重要环节，是保存玉米种质资源的重要方式。当前的玉米自交主要是依靠人工在田间逐行行走，在观察到“上有花粉，下有花丝”的玉米植株时，由人工完成自交授粉作业。但不同品种的玉米植株，其出粉时间和吐丝时间通常不同，不可能一次完成所有玉米植株的自交授粉操作，这就导致授粉人员需要多次数、长时间的在玉米种植田中逐行查找，已保证所有的试种玉米品种都能够达到3个自交果穗的最低保种要求。现行方式占用大量的人力、浪费宝贵的杂交授粉时间。基于此，对玉米育种田间自交果穗自动计数装置及控制方法的需求日益迫切。

技术实现思路

[0003]为了克服上述缺陷，本专利技术提供一种玉米育种田间自交果穗计数装置与控制方法，具体采用如下的技术方案：
[0004]一种玉米育种田间自交果穗计数装置，包括：
[0005]移动平台件，所述移动平台件包括四轮车架、行走件、自动转向件、电源件和GSM模块，所述行走件、所述电源件和所述GSM模块均设置在所述四轮车架上，所述自动转向件设置在所述行走件上，所述电源件分别与所述自动转向件和所述GSM模块电连接；
[0006]植株识别件，其设置在所述移动平台上，所述植株识别件包括小区识别件、视觉识别件、图像处理装置和激光雷达；所述小区识别件用于接收玉米试验田小区号牌发出的特定射频信号；所述视觉识别件用以获取植株图像并传输至所述图像处理装置，以检测玉米植株上有无红色纸袋和对行操作；所述激光雷达用于检测判断是否行驶至育种田的尽头。
[0007]优选地，所述四轮车架呈矩形板状，所述行走件包括支撑腿和行走轮，所述支撑腿一端设置在所述四轮车架底面上，多个所述支撑腿在所述四轮车架上均匀分布；所述行走轮设置在所述支撑腿另一端上，多个所述行走轮与多个所述支撑腿逐一对应。
[0008]优选地，所述自动转向件包括转向电机、多级减速器和转向控制阀，所述转向电机和所述多级减速器均设置在所述四轮车架上，所述多级减速器输入轴与所述转向电机的转轴固定连接，所述多级减速器通过传动带带动所述行走轮转动，所述转向控制阀设置在所述支撑腿上。
[0009]优选地，所述电源件包括电源模块和太阳能电池板，所述电源模块和所述太阳能电池板均设置在所述四轮车架上，所述电源模块与所述太阳能电池板电连接；所述太阳能电池板下表面设置有电动推杆，多个所述电动推杆在所述太阳能电池板上均匀分布，所述太阳能电池板通过所述电动推杆设置在所述四轮车架上；多个所述电动推杆能够根据预设程序伸长不同长度。
[0010]优选地，所述小区识别件包括射频接收器，所述射频接收器设置在所述四轮车架上，所述射频接收器包括第一射频接收器和第二射频接收器，所述第一射频接收器设置在所述四轮车架的前端，所述第二射频接收器设置在所述四轮车架的后端，所述第一射频接收器和所述第二射频接收器均能够单独接收所述玉米试验田小区的前端号牌和所述玉米试验田小区的后端号牌发出的特定射频信号。
[0011]优选地，所述视觉识别件包括第一视觉传感器和第二视觉传感器，两个所述第一视觉传感器分别对称分布设置在所述四轮车架前端的两侧，所述第一视觉传感器用于拍摄所述四轮车架下部玉米植株图像，并且将玉米植株图像传输至所述图像处理装置中；两个所述第二视觉传感器分别对称设置在所述四轮车架前端的顶面上，所述第二视觉传感器用于识别相邻两玉米植株行之间的空间，用于指导所述四轮车架沿着相邻两玉米植株之间的空地行走。
[0012]优选地，所述图像处理装置包括DSP+FPGA组合件和辅助电路，所述DSP+FPGA组合件和所述辅助电路均设置在所述四轮车架上，并且所述DSP+FPGA组合件通过所述辅助电路分别与所述第一视觉传感器和所述第二视觉传感器电连接；所述激光雷达设置在所述四轮车架的前端中心处，所述激光雷达能够实时扫描行驶前方是否有育种田的围栏或者围墙。
[0013]优选地，玉米育种田间自交果穗计数装置的控制方法，
[0014]1)所述玉米育种田间自交果穗计数装置移动到待检测玉米试验田小区开始端并通过所述第二视觉传感器对行成功；
[0015]2)所述第一射频接收器接收当前玉米试验田小区的前端号牌发出的射频信号；
[0016]3)所述第一视觉传感器开始拍摄所述四轮车架下方的玉米植株图像，并且将玉米植株图像实时传输至所述图像处理装置，检测结果传输至单片机中存储；
[0017]4)所述四轮车架继续向前行驶，待第二射频接收器接收到当前玉米试验田小区的末端号牌发出的射频信号后将所述第一视觉传感器停止拍摄；
[0018]5)如果所述第一视觉传感器拍摄的所述玉米试验田小区的玉米植株图像中套装红色纸袋数量小于3个时，将当前所述玉米试验田小区号牌送入所述单片机存储；
[0019]如果所述第一视觉传感器拍摄的所述玉米试验田小区的玉米植株图像中套装红色纸袋数量大于或等于3个时，不将当前所述玉米试验田小区号牌送入单片机存储。
[0020]优选地，当所述玉米育种田间自交果穗计数装置移动到待检测玉米试验田小区的开始端，并对行完成时，包括：
[0021]所述第一射频接收器接收到待检测玉米试验田小区的前端号牌发出的射频信号并将其传输至所述单片机内存中；此时所述第一视觉传感器启动，获取所述四轮车架正下方的玉米植株图像，并将其输送至所述图像处理装置中进行实时检测，判断玉米植株图像中的玉米植株果穗上是否套有红色纸袋；设当前玉米试验田小区内红色纸袋的总数量为0，每发现一个红色纸袋，则当前玉米试验田小区内红色纸袋的总数量加1，并将此数值实时送入所述单片机存储；当第二射频接收器接收到当前玉米试验田小区后端的号牌发出的射频信号时，说明当前玉米试验田小区已经检测结束；
[0022]如果此玉米试验田小区存在的红色纸袋的数量小于3，则说明此玉米试验田小区的自交授粉的玉米果穗数量尚未达到要求，并将此玉米试验田小区的序号存入所述单片机内存；
[0023]如果此玉米试验田小区存在的红色纸袋的数量大于或等于3，则说明此玉米试验田小区的自交授粉的玉米果穗数量已达到要求，此时单片机不保存所述玉米试验田小区的序号；
[0024]当预检测的多个玉米试验田小区全部检测结束后，所述单片机汇总所有红色纸袋数量小于3的玉米试验田小区的序号，并将玉米试验田小区的序号发送到提前设定好的手机号码上，方便用户直接定位到红色纸袋数量小于3的玉米试验田小区进行自交授粉操作。
[0025]优选地，还包括：
[0026]所述激光雷达实时检测所述四轮车架是否行驶至育种田的尽头；
[0027]当四轮车架行驶到育种田的尽头时，向所述单片机发送高电平信号1，表示装置已到达育种田尽头；否则向所述单片机发送低电平信号0，以表示装置目前尚未到达育种田尽头；
[0028]当所述单片机接收到高电平信号1时，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玉米育种田间自交果穗计数装置，其特征在于，包括：移动平台件，所述移动平台件包括四轮车架、行走件、自动转向件、电源件和GSM模块，所述行走件、所述电源件和所述GSM模块均设置在所述四轮车架上，所述自动转向件设置在所述行走件上，所述电源件分别与所述自动转向件和所述GSM模块电连接；植株识别件，其设置在所述移动平台上，所述植株识别件包括小区识别件、视觉识别件、图像处理装置和激光雷达；所述小区识别件用于接收玉米试验田小区号牌发出的特定射频信号；所述视觉识别件用以获取植株图像并传输至所述图像处理装置，以检测玉米植株上有无红色纸袋和对行操作；所述激光雷达用于检测判断是否行驶至育种田的尽头。2.根据权利要求1所述的玉米育种田间自交果穗计数装置，其特征在于，所述四轮车架呈矩形板状，所述行走件包括支撑腿和行走轮，所述支撑腿一端设置在所述四轮车架底面上，多个所述支撑腿在所述四轮车架上均匀分布；所述行走轮设置在所述支撑腿另一端上，多个所述行走轮与多个所述支撑腿逐一对应。3.根据权利要求2所述的玉米育种田间自交果穗计数装置，其特征在于，所述自动转向件包括转向电机、多级减速器和转向控制阀，所述转向电机和所述多级减速器均设置在所述四轮车架上，所述多级减速器输入轴与所述转向电机的转轴固定连接，所述多级减速器通过传动带带动所述行走轮转动，所述转向控制阀设置在所述支撑腿上。4.根据权利要求1所述的玉米育种田间自交果穗计数装置，其特征在于，所述电源件包括电源模块和太阳能电池板，所述电源模块和所述太阳能电池板均设置在所述四轮车架上，所述电源模块与所述太阳能电池板电连接；所述太阳能电池板下表面设置有电动推杆，多个所述电动推杆在所述太阳能电池板上均匀分布，所述太阳能电池板通过所述电动推杆设置在所述四轮车架上；多个所述电动推杆能够根据预设程序伸长不同长度。5.根据权利要求1所述的玉米育种田间自交果穗计数装置，其特征在于，所述小区识别件包括射频接收器，所述射频接收器设置在所述四轮车架上，所述射频接收器包括第一射频接收器和第二射频接收器，所述第一射频接收器设置在所述四轮车架的前端，所述第二射频接收器设置在所述四轮车架的后端，所述第一射频接收器和所述第二射频接收器均能够单独接收所述玉米试验田小区的前端号牌和所述玉米试验田小区的后端号牌发出的特定射频信号。6.根据权利要求1所述的玉米育种田间自交果穗计数装置，其特征在于，所述视觉识别件包括第一视觉传感器和第二视觉传感器，两个所述第一视觉传感器分别对称分布设置在所述四轮车架前端的两侧，所述第一视觉传感器用于拍摄所述四轮车架下部玉米植株图像，并且将玉米植株图像传输至所述图像处理装置中；两个所述第二视觉传感器分别对称设置在所述四轮车架前端的顶面上，所述第二视觉传感器用于识别相邻两玉米植株行之间的空间，用于指导所述四轮车架沿着相邻两玉米植株之间的空地行走。7.根据权利要求6所述的玉米育种田间自交果穗计数装置，其特征在于，所述图像处理装置包括DSP+FPGA组合件和辅助电路，所述DSP+FPGA组合件和所述辅助电路均设置在所述四轮车架上，并且所述DSP+FPGA组合件通过所述辅助电路分别与所述第一视觉传感器和所述第二视...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新伟，余利，黄伟东，王长进，易克传，余海兵，程昕昕，
申请(专利权)人：安徽科技学院，
类型：发明
国别省市：