[发明专利]一种基于视觉的施肥试验装置及施肥效果评价方法

说明书

本申请公开了一种基于视觉的施肥试验装置及施肥效果评价方法，包括：工作台，工作台的一侧设置有图像采集装置，另一侧设置有排肥导肥机构，图像采集装置与排肥导肥机构之间设置有土壤输送装置，图像采集装置的图像采集端垂直于土壤输送装置的土壤输送面，排肥导肥机构的出肥端设置在土壤输送面的上方且与所述土壤输送面存在间隙；工作台上还设置有图像处理设备，图像处理设备与所述图像采集装置电连接。排肥导肥机构通过出肥端将肥料输送到土壤输送装置的土壤中模拟施肥，施肥后的土壤传送到图像采集装置处，图像采集装置的采集端对施肥后的土壤进行图像采集，然后发送给图像处理设备，图像处理设备最终对施肥效果进行评价。

技术领域

本申请涉及农业施肥技术领域，具体涉及一种基于视觉的施肥试验装置及施肥效果评价方法。

背景技术

目前，我国化肥年产量约占世界总量的1/3，消费量约占世界总量的35％，我国已经成为世界上最大的化肥生产国和消费国。高效施肥有利于降低肥料使用、节约生产成本、减少环境污染。过度使用肥料会造成土壤污染、地力下降、农作物减产。施肥过程中，肥料堆积容易造成烧损作物根部，且造成土壤板结，而肥料过少将达不到预期施肥效果。精确而高效的评定施肥效果非常重要。

施肥效果是评价作业机具性能和效能的重要指标。传统的人工取点测量方法存在效率低、成本高、综合误差大、工作量大、受测量环境限制等局限性，且只反映施肥作业的局部信息，不能精确评定整体作业周期的误差。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种基于视觉的施肥试验装置，包括：工作台，所述工作台的一侧设置有图像采集装置，另一侧设置有排肥导肥机构，所述图像采集装置与所述排肥导肥机构之间设置有土壤输送装置，所述图像采集装置的图像采集端垂直于所述土壤输送装置的土壤输送面，所述排肥导肥机构的出肥端设置在所述土壤输送面的上方且与所述土壤输送面存在间隙；所述工作台上还设置有图像处理设备，所述图像处理设备与所述图像采集装置电连接。

采用上述实现方式，排肥导肥机构通过出肥端将肥料输送到土壤输送装置的土壤中模拟施肥，施肥后的土壤传送到图像采集装置处，图像采集装置的采集端对施肥后的土壤进行图像采集，然后发送给图像处理设备，图像处理设备最终对施肥效果进行评价。基于机器视觉的的测量技术为非接触测量方法，不仅具有数据处理快速灵活、工作量小及现场抗干扰能力强等优点，还能很好地再现测量图像、反映整体信息。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述土壤输送装置包括土壤传送带机架，所述土壤传送带机架固定设置在所述工作台上，所述土壤传送带机架的一端设置有滚筒传动轴，另一端设置有滚筒，所述滚筒传动轴和所述滚筒通过土壤传送带传动连接。土壤传送带覆盖并包裹在滚筒传动轴和滚筒上，滚筒传动轴和滚筒转动带动土壤传送带工作，其中滚筒传动轴和滚筒通过轴承及轴承座与土壤传送带机架固定连接，土壤传送带机架为长方形架。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述工作台上还设置有第一电机，所述第一电机的转动输出轴与所述滚筒传动轴固定连接。需要土壤传送带工作时，控制第一电机工作，电机的转动输出轴转动带动滚筒传动轴转动。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述工作台靠近所述第一电机的位置分别设置有第一电机驱动器、第一电源、电源转换器和单片机，所述单片机和所述第一电机驱动器与所述电源转换器的输出端电连接，所述电源转换器的输入端与所述第一电源电连接；所述单片机的信号输出端与与所述第一电机驱动器的信号输入端电连接，所述第一电机驱动器的信号输出端与所述第一电机电连接。第一电源通过电源转换器为第一电机驱动器和单片机供电，第一电机驱动器接收单片机发出的脉冲信号进而控制第一电机转动。