本發(fā)明涉及玉米制種用設(shè)備，尤其涉及一種無(wú)人機(jī)去雄系統(tǒng)，還涉及基于該系統(tǒng)的去雄方法。

背景技術(shù)：

1、高純度的玉米雜交種子是保證玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵，而制種環(huán)節(jié)則是作為保證種子純度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在制種環(huán)節(jié)的去雄作業(yè)中，即去除母本的雄穗防止自交現(xiàn)象發(fā)生，是玉米制種的關(guān)鍵，也是獲得高純度高質(zhì)量雜交種子的重要保證。

2、當(dāng)前，我國(guó)玉米去雄作業(yè)主要有三種方式：人工去雄、地面機(jī)械去雄以及無(wú)人機(jī)去雄。人工去雄，指大量有工作經(jīng)驗(yàn)的工人在玉米雄穗剛露頭尚未開花散粉時(shí)拔出雄穗。受作業(yè)環(huán)境影響，該種去雄方式具有人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、時(shí)間成本高等缺陷。地面機(jī)械去雄則是采用帶有去雄機(jī)構(gòu)的地面機(jī)械進(jìn)行去雄作業(yè)，相比較于人工去雄作業(yè)，可以降低農(nóng)戶的勞動(dòng)強(qiáng)度。但地面去雄機(jī)械往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜、整機(jī)質(zhì)量大，且機(jī)械重復(fù)性地進(jìn)地(補(bǔ)去雄)作業(yè)易造成土壤壓實(shí)且作物損傷率大。無(wú)人機(jī)去雄，即由無(wú)人機(jī)攜帶去雄機(jī)構(gòu)進(jìn)行去雄作業(yè)，這種方式既緩解了人力的消耗，又避免了土壤壓實(shí)、作物損傷等問(wèn)題。

3、現(xiàn)有去雄無(wú)人機(jī)的去雄作業(yè)流程一般為：先由前置無(wú)人機(jī)進(jìn)行田間雄穗的定位，再由去雄無(wú)人機(jī)或地面去雄機(jī)械進(jìn)行去雄作業(yè)，之后再由后置無(wú)人機(jī)進(jìn)行復(fù)檢，再由去雄無(wú)人機(jī)或地面去雄機(jī)械對(duì)遺漏或去雄不完全的雄穗進(jìn)行補(bǔ)去雄，如此反復(fù)的進(jìn)行雄穗定位-雄穗去除-雄穗復(fù)檢-雄穗補(bǔ)去除作業(yè)。無(wú)人機(jī)去雄方式的多機(jī)多次作業(yè)方式，帶來(lái)了作業(yè)管理復(fù)雜及作業(yè)成本高的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠通過(guò)一次作業(yè)，完成精準(zhǔn)去雄、去雄質(zhì)量檢驗(yàn)、精準(zhǔn)補(bǔ)去雄三個(gè)環(huán)節(jié)，工作效率高，使用成本降低且對(duì)作物損傷率大幅減小的無(wú)人機(jī)去雄系統(tǒng)。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種無(wú)人機(jī)去雄系統(tǒng)，包括無(wú)人機(jī)模塊，所述無(wú)人機(jī)模塊上安裝連接有智能控制模塊、去雄模塊和補(bǔ)去雄模塊；

3、所述無(wú)人機(jī)模塊包括主機(jī)架，所述主機(jī)架上布置安裝有飛行電機(jī)，各所述飛行電機(jī)分別對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)連接有螺旋葉片，所述主機(jī)架上還布置安裝有飛行信息采集裝置；

4、所述智能控制模塊包括安裝于所述主機(jī)架下方的微控單元、飛行控制單元、去雄控制單元和數(shù)據(jù)采集單元，所述微控單元分別與所述飛行控制單元、所述去雄控制單元和所述數(shù)據(jù)采集單元連接設(shè)置，所述飛行控制單元與各所述飛行電機(jī)連接，所述數(shù)據(jù)采集單元與所述飛行信息采集裝置、所述去雄模塊、所述補(bǔ)去雄模塊連接，所述去雄控制單元分別連接至所述去雄模塊和所述補(bǔ)去雄模塊；

5、所述去雄模塊包括安裝吊臺(tái)，所述安裝吊臺(tái)上固定安裝有去雄高度傳感器，所述去雄高度傳感器連接至所述數(shù)據(jù)采集單元，所述安裝吊臺(tái)的下方相對(duì)設(shè)有去雄支撐臺(tái)，所述安裝吊臺(tái)與所述去雄支撐臺(tái)之間連接有支撐臺(tái)升降裝置，所述去雄支撐臺(tái)上安裝有去雄操作裝置和去雄收集裝置，所述支撐臺(tái)升降裝置、所述去雄操作裝置和所述去雄收集裝置分別連接至所述去雄控制單元；

6、所述補(bǔ)去雄模塊包括補(bǔ)去雄定平臺(tái)，所述補(bǔ)去雄定平臺(tái)上固定安裝有補(bǔ)去雄高度傳感器，所述補(bǔ)去雄高度傳感器連接至所述數(shù)據(jù)采集單元，所述補(bǔ)去雄定平臺(tái)的下方相對(duì)設(shè)有補(bǔ)去雄動(dòng)平臺(tái)，所述補(bǔ)去雄定平臺(tái)與所述補(bǔ)去雄動(dòng)平臺(tái)之間連接有動(dòng)平臺(tái)調(diào)節(jié)裝置，所述補(bǔ)去雄動(dòng)平臺(tái)上安裝有補(bǔ)去雄操作裝置和補(bǔ)去雄收集裝置，所述動(dòng)平臺(tái)調(diào)節(jié)裝置、所述補(bǔ)去雄操作裝置和所述補(bǔ)去雄收集裝置分別連接至所述去雄控制單元。

7、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述飛行信息采集裝置包括安裝于所述主機(jī)架上的陀螺儀、定位器和防抖相機(jī)，所述陀螺儀、所述定位器和所述防抖相機(jī)分別連接至所述數(shù)據(jù)采集單元。

8、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述支撐臺(tái)升降裝置包括剪叉式升降架，所述剪叉式升降架分別與所述安裝吊臺(tái)與所述去雄支撐臺(tái)活動(dòng)連接設(shè)置，所述剪叉式升降架傳動(dòng)連接有升降架電驅(qū)動(dòng)裝置，所述升降架電驅(qū)動(dòng)裝置固定在所述安裝吊臺(tái)上。

9、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述去雄操作裝置包括貫穿所述去雄支撐臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置的去雄操作軸，所述去雄操作軸的頂端連接有固定于所述去雄支撐臺(tái)上的去雄操作電機(jī)，所述去雄操作軸的下端安裝有去雄螺旋刀片，所述去雄螺旋刀片上側(cè)的所述去雄操作軸上設(shè)有去雄擋粉罩。

10、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述去雄收集裝置包括固定于所述去雄支撐臺(tái)上的花粉內(nèi)吸筒，所述花粉內(nèi)吸筒連接有去雄吸粉管，所述去雄吸粉管的端口設(shè)于所述去雄擋粉罩內(nèi)。

11、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述動(dòng)平臺(tái)調(diào)節(jié)裝置包括三個(gè)電動(dòng)伸縮桿，所述電動(dòng)伸縮桿的兩端分別通過(guò)十字軸與所述補(bǔ)去雄定平臺(tái)、所述補(bǔ)去雄動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)裝配設(shè)置。

12、本發(fā)明還涉及一種無(wú)人機(jī)去雄系統(tǒng)使用的方法，用于玉米去雄作業(yè)，在所述無(wú)人機(jī)模塊、所述智能控制模塊、所述去雄模塊和所述補(bǔ)去雄模塊的配合下完成，包括，

13、sp1、開機(jī)后各模塊自檢并初始化，通過(guò)所述智能控制模塊設(shè)定玉米去雄的作業(yè)區(qū)域參數(shù)；

14、sp2、通過(guò)所述無(wú)人機(jī)模塊與所述智能控制模塊的配合，獲取玉米去雄作業(yè)區(qū)域的圖像信息；

15、sp3、所述智能控制模塊利用視覺技術(shù)對(duì)玉米去雄作業(yè)區(qū)域的圖像信息進(jìn)行分析處理并識(shí)別出作物行，將位于作業(yè)區(qū)域兩側(cè)邊的作物行標(biāo)記為邊線行，位于兩邊線行之間的各作物行均標(biāo)記為地中行，在所述智能控制模塊內(nèi)預(yù)設(shè)有與邊線行對(duì)應(yīng)的邊線行去雄模式和與地中行對(duì)應(yīng)的地中行去雄模式；

16、sp4、所述智能控制模塊獲取所述無(wú)人機(jī)模塊當(dāng)前的gps定位信息，控制其進(jìn)入其中一邊線行完成邊線行對(duì)行，并進(jìn)入邊線行去雄模式實(shí)施邊線行的去雄作業(yè)；

17、sp5、所述無(wú)人機(jī)模塊行進(jìn)至邊線行的端頭后掉頭轉(zhuǎn)行，進(jìn)入與完成去雄的邊線行相鄰的地中行實(shí)施地中行對(duì)行，對(duì)行完成后進(jìn)入地中行去雄模式實(shí)施地中行的去雄作業(yè)；

18、sp6、所述無(wú)人機(jī)模塊行進(jìn)至地中行的端頭后掉頭轉(zhuǎn)行，循環(huán)實(shí)時(shí)地中行對(duì)行和地中行去雄模式直至所述智能控制模塊檢測(cè)到所述無(wú)人機(jī)模塊進(jìn)入另一邊線行，轉(zhuǎn)入邊線行對(duì)行和邊線行去雄模式完成另一邊線行的補(bǔ)去雄作業(yè)。

19、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，一種無(wú)人機(jī)去雄系統(tǒng)使用的方法，包括，

20、sp1、開機(jī)后各模塊自檢并初始化，通過(guò)所述微控單元設(shè)定玉米去雄的作業(yè)區(qū)域參數(shù)；

21、sp2、利用防抖相機(jī)對(duì)玉米去雄的作業(yè)區(qū)域進(jìn)行圖像信息的采集，并通過(guò)所述數(shù)據(jù)采集單元將信息輸送至所述微控單元；

22、sp3、所述微控單元利用視覺技術(shù)對(duì)玉米去雄作業(yè)區(qū)域的圖像信息進(jìn)行分析處理并識(shí)別出作物行，將位于作業(yè)區(qū)域兩側(cè)邊的作物行標(biāo)記為邊線行，位于兩邊線行之間的各作物行均標(biāo)記為地中行，在所述微控單元內(nèi)預(yù)設(shè)有與邊線行對(duì)應(yīng)的邊線行去雄模式和與地中行對(duì)應(yīng)的地中行去雄模式；

23、sp4、利用定位器獲取所述無(wú)人機(jī)模塊當(dāng)前的gps定位信息，控制其進(jìn)入其中一邊線行完成邊線行對(duì)行，并進(jìn)入邊線行去雄模式實(shí)施邊線行的去雄作業(yè)；

24、邊線行對(duì)行為通過(guò)控制所述無(wú)人機(jī)模塊，使所述去雄模塊和所述補(bǔ)去雄模塊均位于同一邊線行內(nèi)，并沿所述無(wú)人機(jī)模塊的去雄作業(yè)行進(jìn)方向呈前后分布，所述飛行控制單元控制所述防抖相機(jī)旋轉(zhuǎn)，使所述防抖相機(jī)能夠采集當(dāng)前去雄任務(wù)實(shí)施位置后側(cè)的玉米圖像信息；

25、邊線行去雄模式為利用所述無(wú)人機(jī)模塊帶動(dòng)所述去雄模塊和所述補(bǔ)去雄模塊同步前行；在行進(jìn)過(guò)程中所述微控單元通過(guò)去雄高度傳感器獲得玉米雄穗的高度信息，所述去雄控制單元根據(jù)玉米雄穗的高度信息控制所述支撐臺(tái)升降裝置動(dòng)作，調(diào)整所述去雄支撐臺(tái)的高度，間接調(diào)整去雄螺旋刀片的高度，并控制去雄操作電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)所述去雄螺旋刀片旋轉(zhuǎn)將對(duì)應(yīng)的玉米雄穗切除，完成精準(zhǔn)去雄任務(wù)；同時(shí)所述微控單元利用視覺技術(shù)對(duì)所述防抖相機(jī)采集的當(dāng)前去雄任務(wù)實(shí)施位置后側(cè)的玉米圖像信息進(jìn)行分析處理，識(shí)別出去雄作業(yè)后遺漏的雄穗，并為遺漏的各雄穗對(duì)應(yīng)標(biāo)注待補(bǔ)去雄穗位置坐標(biāo)后進(jìn)行存儲(chǔ)，完成去雄效果檢查；

26、sp5、所述無(wú)人機(jī)模塊行進(jìn)至邊線行的端頭后掉頭轉(zhuǎn)行，進(jìn)入與完成去雄的邊線行相鄰的地中行實(shí)施地中行對(duì)行，對(duì)行完成后進(jìn)入地中行去雄模式實(shí)施地中行的去雄作業(yè)；

27、地中行對(duì)行為通過(guò)控制所述無(wú)人機(jī)模塊，使所述去雄模塊和所述補(bǔ)去雄模塊位于相鄰的兩作物行內(nèi)，并沿所述無(wú)人機(jī)模塊的行進(jìn)方向呈左右分布，在兩作物行內(nèi)其中一行為未實(shí)施過(guò)去雄任務(wù)的首次去雄作物行、另一行為已經(jīng)實(shí)施過(guò)去雄任務(wù)的二次補(bǔ)去雄作物行，所述去雄模塊對(duì)應(yīng)首次去雄作物行、所述補(bǔ)去雄模塊對(duì)應(yīng)二次補(bǔ)去雄作物行；在所述無(wú)人機(jī)模塊的行進(jìn)過(guò)程中利用所述防抖相機(jī)實(shí)時(shí)采集當(dāng)前去雄任務(wù)實(shí)施位置后側(cè)的玉米圖像信息；

28、地中行去雄模式為利用所述無(wú)人機(jī)模塊帶動(dòng)所述去雄模塊和所述補(bǔ)去雄模塊同步前行；在行進(jìn)過(guò)程中所述微控單元通過(guò)所述去雄高度傳感器獲得首次去雄作物行中玉米雄穗的高度信息，所述去雄控制單元根據(jù)玉米雄穗的高度信息控制所述支撐臺(tái)升降裝置動(dòng)作，調(diào)整所述去雄支撐臺(tái)的高度，間接調(diào)整去雄螺旋刀片的高度，并控制去雄操作電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)所述去雄螺旋刀片旋轉(zhuǎn)將對(duì)應(yīng)的玉米雄穗切除，完成精準(zhǔn)去雄任務(wù)；同時(shí)所述微控單元利用視覺技術(shù)對(duì)所述防抖相機(jī)采集的當(dāng)前去雄任務(wù)實(shí)施位置后側(cè)的玉米圖像信息進(jìn)行分析處理，識(shí)別出去雄作業(yè)后遺漏的雄穗，并為遺漏的各雄穗對(duì)應(yīng)標(biāo)注待補(bǔ)去雄穗位置坐標(biāo)后進(jìn)行存儲(chǔ)，完成去雄效果檢查；在行進(jìn)過(guò)程中所述微控單元實(shí)時(shí)獲取所述無(wú)人機(jī)模塊的位置信息，并與存儲(chǔ)的待補(bǔ)去雄穗位置坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比判定當(dāng)前是否有補(bǔ)去雄任務(wù)，判斷為有時(shí)，所述微控單元通過(guò)補(bǔ)去雄高度傳感器獲得待補(bǔ)去雄穗位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的玉米雄穗的高度信息，所述去雄控制單元根據(jù)待補(bǔ)去雄穗的高度信息控制各電動(dòng)伸縮桿動(dòng)作，并在所述電動(dòng)伸縮桿與十字軸的配合下，調(diào)整所述補(bǔ)去雄動(dòng)平臺(tái)的高度及角度，間接調(diào)整所述補(bǔ)去雄操作裝置的高度及角度將對(duì)應(yīng)的玉米雄穗切除，完成精準(zhǔn)補(bǔ)去雄任務(wù)；

29、sp6、所述無(wú)人機(jī)模塊行進(jìn)至地中行的端頭后掉頭轉(zhuǎn)行，循環(huán)實(shí)時(shí)地中行對(duì)行和地中行去雄模式直至所述智能控制模塊檢測(cè)到所述無(wú)人機(jī)模塊進(jìn)入另一邊線行，轉(zhuǎn)入邊線行對(duì)行和邊線行去雄模式完成另一邊線行的補(bǔ)去雄作業(yè)。

30、作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，還包括，

31、sp7、在邊線行去雄模式、地中行去雄模式中，所述去雄控制單元控制實(shí)施去雄作業(yè)時(shí)，同時(shí)控制對(duì)應(yīng)的所述去雄收集裝置、所述補(bǔ)去雄收集裝置啟動(dòng)，對(duì)去雄過(guò)程中產(chǎn)生的花粉進(jìn)行收集。

32、由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果：在系統(tǒng)實(shí)施去雄任務(wù)的同時(shí)，還可以完成遺漏雄穗的檢測(cè)定位并進(jìn)行補(bǔ)去雄，實(shí)現(xiàn)了從作業(yè)區(qū)域的一側(cè)行進(jìn)至另一側(cè)即可完成全區(qū)的去雄任務(wù)，無(wú)需二次進(jìn)地能耗降低，與作物接觸大幅減少，從而大幅度地降低了作物的損傷率，且人為干預(yù)少，緩解了人力的消耗，整個(gè)過(guò)程中也不與土壤接觸，消除了傳統(tǒng)方法中土壤被壓實(shí)的缺陷，保證了作物的正常生長(zhǎng)。