[发明专利]基于图像处理控制土壤工作装置的方法及相关系统

权利要求书

1.一种基于图像处理的用于控制土壤工作装置的方法(100)，所述土壤工作装置包括运动构件(201)和工作构件(202)，其中，所述方法包括以下步骤：

-通过安装在所述工作装置上的数字图像获取装置(203)获取(101)土壤的至少一个数字图像；

-通过电子处理单元(204)处理(102)所述至少一个数字图像，所述至少一个数字图像是通过经训练的神经网络(300；400；500)对所述数字图像执行至少一个卷积运算来获取的；

-通过所述电子处理单元，基于所述处理获取(103)至少一个合成土壤描述符；

-通过所述电子处理单元，基于所述合成土壤描述符，生成(104)所述运动构件或所述工作构件的至少一个控制信号。

2.根据权利要求1所述的用于控制土壤工作装置的方法(100)，其中，所述生成步骤(104)包括生成所述运动构件(201)的至少一个控制信号和所述工作构件(202)的至少一个控制信号的步骤。

3.根据权利要求1所述的用于控制土壤工作装置的方法(100)，包括至少利用能够工作的或与所述工作构件(202)一起工作的所述土壤的图像来训练(600；700；800)所述神经网络(300；400；500)的进一步步骤。

4.根据权利要求1所述的用于控制土壤工作装置的方法(100)，还包括基于前述合成土壤描述符生成描述所述土壤的性质或结构的数据和/或参数的步骤。

5.根据权利要求4所述的用于控制土壤工作装置的方法(100)，其中，所述描述参数包括具有不同特性的两个土壤区域之间的边界或不连续部分。

6.根据权利要求5所述的用于控制土壤工作装置的方法(100)，其中，所述边界或不连续部分包括在具有不同高度的植物物种的土壤区域之间的边界，或者在先前切割或工作的区域与尚未切割或工作的区域之间的边界。

7.根据权利要求1所述的用于控制土壤工作装置的方法(100)，其中，所述神经网络(300；400；500)包括至少一个卷积层，并且所述至少一个卷积运算通过所述神经网络的前馈来完成。

8.根据权利要求7所述的用于控制土壤工作装置的方法(100)，其中，所述合成土壤描述符是土壤分类，并且所述卷积神经网络(300)至少包括以下层：

-输入层(301)，被配置为接收整个数字图像或所述数字图像的至少一个下采样；

-至少一个卷积层(conv 1)；

-至少一个完全连接(303a)层；

-输出层(304)，具有至少一个神经元，所述至少一个神经元被配置为使得能够在至少两种土壤分类之间进行区分。

9.根据权利要求7所述的用于控制土壤工作装置的方法(100)，其中，所述合成土壤描述符是土壤语义分割，并且所述卷积神经网络(400)至少包括以下层：

-输入层(401)，被配置为接收整个数字图像或所述数字图像的至少一个下采样；

-至少一个卷积层(conv 1)；

-至少一个去卷积层(deconv 1)；

-输出层(404)，被配置为使得能够将土壤图像语义分割为至少两个分类。

10.根据权利要求7所述的用于控制土壤工作装置的方法(100)，其中，所述合成土壤描述符是基于被构筑的所述土壤的特性通过所述工作装置采取的特定动作，并且，所述卷积神经网络(500)至少包括以下层：

-输入层(501)，被配置为接收整个数字图像或所述数字图像的至少一个下采样；

-至少一个卷积层(conv 1)；

-至少一个完全连接(503a)层；

-输出层(504)，具有至少一个神经元，所述至少一个神经元被配置为使得能够在对所述土壤进行的至少两个特定动作之间进行区分。