一种采棉机的控制方法、系统、电子设备及存储介质与流程

本申请涉及自动化控制，特别涉及一种采棉机的控制方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、棉花作为纺织工业的重要原料，具有重要的价值。传统的手工采摘棉花的方式存在着采摘效率低、成本高、劳动强度大等问题，无法满足规模化棉田的需求。采棉机作为一种重要的农业设备，为提高采棉效率和降低劳动程度做出了巨大贡献。

2、为了进一步提高棉花采摘效率，降低人工成本和减少劳动强度，在农业生产中实现机械化作业，相关技术中在采棉机上安装角度感应装置，以实现采摘机构与棉行的自动对齐，从而提高采摘效率。但是上述方式只能在感应到采摘机构已发生偏航后才做出航向调整，采棉机的控制具有一定的滞后性。

3、因此，如何实现采棉机的自动对行，并提高对行操作的及时性是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种采棉机的控制方法、系统、电子设备及存储介质，能够实现采棉机的自动对行，并提高对行操作的及时性。

2、为解决上述技术问题，本申请提供一种采棉机的控制方法，包括：

3、获取棉田区域的场景图像；其中，所述棉田区域包括多个棉行和棉道；

4、利用图像分割模型对所述场景图像进行分割，得到区域分割结果；其中，所述区域分割结果中包括所述棉行和所述棉道的位置信息；

5、根据所述棉行的位置信息调整采棉机的位置，以使所述采棉机的采棉头与所述棉行对齐；

6、根据所述棉道的位置信息将与所述采棉机距离最近的棉道标记为目标棉道，并根据所述目标棉道生成目标路径；

7、计算所述采棉机的中心点与所述目标路径的偏差距离，利用所述偏差距离对所述目标路径进行修正得到参考路径；

8、控制所述采棉机按照所述参考路径行走，以使所述采棉机在行走的过程中所述采棉头与所述棉行对齐。

9、可选的，在控制所述采棉机按照所述参考路径行走之后，还包括：

10、根据所述区域分割结果确定采棉边界；

11、判断所述采棉机与所述采棉边界之间的距离是否小于或等于预设值；

12、若是，则控制所采棉机执行转弯操作。

13、可选的，在控制所述采棉机按照所述参考路径行走之后，还包括：

14、记录所述采棉机在所述目标棉道中的行走距离；

15、判断所述行走距离是否大于或等于所述预设长度；

16、若是，则控制所述采棉机执行转弯操作。

17、可选的，根据所述棉道的位置信息将与所述采棉机距离最近的棉道标记为目标棉道，包括：

18、在所述采棉机正前方的地面上选取参考点；

19、根据所述棉道的位置信息确定每一所述棉道与所述参考点之间的距离；

20、将与所述参考点距离最近的棉道标记为所述目标棉道。

21、可选的，在获取棉田区域的场景图像之前，还包括：

22、利用摄像头拍摄所述采棉机在所述棉田区域中执行采棉操作的操作视频；其中，所述摄像头设置于所述采棉机上；

23、对所述操作视频进行抽帧，得到多个样本图像；

24、对所述样本图像中的区域进行标注，并利用标注后的所述样本图像训练所述图像分割模型。

25、可选的，还包括：

26、生成所述棉田区域的仿真环境；

27、根据所述采棉机的设备参数生成采棉机动力学模型；其中，所述采棉机动力学模型用于模拟所述采棉机的物理状态；

28、生成传感器模型；其中，所述传感器模型用于采集所述采棉机动力学模型和所述仿真环境的状态信息；

29、根据所述传感器模型采集的状态信息对所述采棉机动力学模型进行基于预设算法的仿真控制；其中，所述预设算法包括感知算法、检测算法、自动对行算法和路径追踪算法中的任一项或任几项的组合。

30、可选的，在根据所述传感器模型采集的状态信息对所述采棉机动力学模型进行基于预设算法的仿真控制之后，还包括：

31、根据仿真控制结果显示所述采棉机的运动轨迹、传感器数据和仿真场景；

32、和/或，根据所述仿真控制结果确定所述预设算法的执行效果。

33、本申请还提供了一种采棉机的控制系统，该系统包括：

34、图像获取模块，用于获取棉田区域的场景图像；其中，所述棉田区域包括多个棉行和棉道；

35、图像分割模块，用于利用图像分割模型对所述场景图像进行分割，得到区域分割结果；其中，所述区域分割结果中包括所述棉行和所述棉道的位置信息；

36、对齐模块，用于根据所述棉行的位置信息调整采棉机的位置，以使所述采棉机的采棉头与所述棉行对齐；

37、路径生成模块，用于根据所述棉道的位置信息将与所述采棉机距离最近的棉道标记为目标棉道，并根据所述目标棉道生成目标路径；还用于计算所述采棉机的中心点与所述目标路径的偏差距离，利用所述偏差距离对所述目标路径进行修正得到参考路径；

38、路径跟踪模块，用于控制所述采棉机按照所述参考路径行走，以使所述采棉机在行走的过程中所述采棉头与所述棉行对齐。

39、本申请还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时实现上述采棉机的控制方法执行的步骤。

40、本申请还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上述采棉机的控制方法执行的步骤。

41、本申请提供了一种采棉机的控制方法，本方法在获取棉田区域的场景图像后，使用图像分割模型对场景图像进行划分得到棉田区域中棉行和棉道的位置信息。本申请根据棉行的位置信息调整采棉机的位置，使得采棉头与棉行对齐。本申请将与采棉机距离最近的棉道标记为目标棉道，基于目标棉道生成目标路径。本申请还根据采棉机的中心点与目标路径的偏差距离对所述目标路径进行修正得到参考路径，控制所述采棉机按照所述参考路径行走，以确保在行走的过程中采棉头与棉行对齐。通过上述方案可以有效地应对棉田环境的变化，确保采棉机始终与棉行保持对齐，从而实现采棉机的自动对行，并提高采棉机对行操作的及时性。本申请同时还提供了一种采棉机的控制系统、一种存储介质和一种电子设备，具有上述有益效果，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种采棉机的控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述采棉机的控制方法，其特征在于，在控制所述采棉机按照所述参考路径行走之后，还包括：

3.根据权利要求1所述采棉机的控制方法，其特征在于，在控制所述采棉机按照所述参考路径行走之后，还包括：

4.根据权利要求1所述采棉机的控制方法，其特征在于，根据所述棉道的位置信息将与所述采棉机距离最近的棉道标记为目标棉道，包括：

5.根据权利要求1所述采棉机的控制方法，其特征在于，在获取棉田区域的场景图像之前，还包括：

6.根据权利要求1所述采棉机的控制方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述采棉机的控制方法，其特征在于，在根据所述传感器模型采集的状态信息对所述采棉机动力学模型进行基于预设算法的仿真控制之后，还包括：

8.一种采棉机的控制系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述采棉机的控制方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现如权利要求1至7任一项所述采棉机的控制方法的步骤。

技术总结本申请公开了一种采棉机的控制方法、系统、电子设备及存储介质，所属的技术领域为自动化控制技术。所述采棉机的控制方法包括：获取棉田区域的场景图像；利用图像分割模型对场景图像进行分割，得到区域分割结果；根据棉行的位置信息调整采棉机的位置，以使采棉机的采棉头与棉行对齐；根据棉道的位置信息将与采棉机距离最近的棉道标记为目标棉道，并根据目标棉道生成目标路径；计算采棉机的中心点与目标路径的偏差距离，利用偏差距离对目标路径进行修正得到参考路径；控制采棉机按照参考路径行走，以使采棉机在行走的过程中采棉头与棉行对齐。本申请能够实现采棉机的自动对行，并提高对行操作的及时性。技术研发人员：何清华,何惠珍,何松泉,张语桐,赵云,何沛澄受保护的技术使用者：山河智能装备股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29