摘要：随着农业机械智能化水平的不断提高，无人插秧机也得到了快速的发展。本文研究的无人插秧机作业状况的图形化表示方法以图形化的方式实时显示秧苗的栽插进度和栽插质量，即将秧苗栽插质量的图像检测结果结合GPS位置信号在GPS地图上以直观的图形化方式显示，数据的可视化使用户清楚的了解无人插秧机的工作状况。
关键词：无人插秧机；作业状况；图形化；表示方法
1 概述
近年来水稻种植机械化受到了国家大力扶持，其种植和收割也逐步实现了机械化，插秧机作为提高粮食生产质量和产量极为重要的工具，改善其机械化水平和技术，不仅可以提高工作效率、降低劳动强度，还有利于保证粮食的质量、节省生产成本、提高经济效益、增加粮食产量，实现农业规模化和标准化作业管理。
2 存在的主要问题
无人插秧机由于无人现场监控，用户需要远程实时了解插秧机当前的工作状况和栽植情况，以保证插秧机处于安全高效的作业状态，从而提高其作业效率。无人插秧机在作业时，可能会由于插植臂卡住或插植臂没有取到秧苗而造成漏秧，或者由于栽插的深度不够造成漂秧。漏秧和漂秧可以通过图像处理技术进行检测，无人插秧机的位置可以通过GPS进行定位。但是，为使用户直观的了解栽插进度和栽插质量等工况数据，需要采用图形化的表示方式在地图上进行实时的显示。
3 无人插秧机作业状况的图形化表示方法
如图1-图3所示，图1为秧苗栽插质量和栽插进度的图形化表示图；图2为旋转前的倾斜田块图；图3为旋转后的倾斜田块图。无人插秧机安装有GPS定位系统和秧苗栽插质量图像检测装置，将每帧图像的检测结果（即图像中每列秧苗的存在漂秧和漏秧的个数）和对应的GPS信号发送至GPS系统。在GPS系统中为实时显示秧苗的栽插质量，用不同颜色的数字表示GPS位置信号所在区域已栽插秧苗的栽插质量。如图1所示，图中已标有数字的区域即为己栽插的区域，图中括号内以“.”间隔的字母分别是数字颜色的描述。实际显示中数字是有颜色的且并不存在这些字母，这里只是为了方便表达采用字母对数字颜色进行描述，字母g，r，p，y分别表示绿色，红色，紫色和灰色，l，m，d分别表示浅色，中等和深色。
秧苗栽插质量的表示，用两位数OX（X=1，2wN，X为插秧机插植臂组的序号，N为插秧机插植臂组的数量）表示有一列秧苗存在漂秧或漏秧，用两位数XX表示有两列秧苗存在漂秧或漏秧，若有三列秧苗存在漂秧或漏秧则直接发出警报，数字的颜色表示该列秧苗的状态，红色表示该列存在漏秧，紫色表示该列存在漂秧，黑色表示该列既有漏秧也有漂秧，颜色的深浅表示栽插质量问题的严重程度，绿色表示秧苗栽插正常，若该幅图像中的秧苗全部正常栽插，则用绿色数字00表示对应区域的栽插质量。将红色、紫色和黑色的深浅分为浅，中，深三个等级，分别表示所在列存在1株，2株和3株及以上数量的漂秧或漏秧。图1中数字“14"表示该区域第一列存在2株漏秧，第四列存在1株漂秧。
若田块方向不是南北走向或东西走向，会不便于栽插进度和栽插质量的图形化表示，也不利于用户的观察。因此需要对田块进行旋转。首先计算矩形田块长轴与正北方向（角A）和正东方向的夹角（角B）（夹角范围为[0，90]），若田块与正北方向夹角较小，则以田块中心为原点将田块向正北方向偏转（偏转角度与所计算夹角大小相同），若田块与正东方向夹角较小，则以田块中心为原点将田块向正东方向偏转（偏转角度与所计算夹角大小相同），同时GPS中方向指示罗盘也做相同角度相同方向的偏转。图2中角A小于角B，所以将田块和方向罗盘向北转与角A相同的度数得到图3旋转后的倾斜田块图。
4 结语
随着农业机械智能化水平的不断提高，无人驾驶农机也在快速的发展，实时、准确地对插秧机的工况和栽植质量进行监控是插秧机高效、安全作业的重要保障。本文研究的无人插秧机作业状况的图形化表示方法以图形化的方式实时显示秧苗的栽插进度和栽插质量，即将秧苗栽插质量的图像检测结果结合GPS位置信号在GPS地图上以直观的图形化方式显示，数据的可视化使用户清楚的了解无人插秧机的工作状况。此外，倾斜田块的表示方法能够方便栽插进度和栽插质量的显示，也更便于用户观察。
参考文献：
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作者简介：
王祥松，男，助理工程师，单位：东海县农机化技术推广服务站，研究方向：农机方面的计算机应用技术。
论文作者:王祥松
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
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