技术领域
[0001] 本
发明属于除草技术领域，尤其涉及一种茶园除草设备及控制方法。
背景技术
[0002] 茶园
杂草既与茶树争地、争光、争
水、争肥，又是传播茶树病虫害的重要中间寄主，茶园除草为茶园田间管理中的一项重要工作。目前，茶园除草基本靠人工拔和锄，费时耗
力，少量情况下应用机械除草设备。机械除草设备最终实现都是物理刀头割或者挖，除草不能彻底性，雨后又生，同时，由于机械头安全性操作不便，还有可能伤及茶叶本身甚至操作人员。其它
农作物除草目前用的最多的是
除草剂，茶叶因其产品加工的特殊性-鲜叶采摘后直接走萎凋、杀青等加工程序，鲜叶是不经过洗涤的，如果用除草剂，喝茶就是和药剂泡茶，因此，除草剂不能应用茶园除草。
[0003] 茶园耕作深度不到15厘米的都叫浅耕。通常，每年都要进行春耕、夏锄、秋锄和冬耕。春耕和冬耕以松土为主。耕作深度春耕10厘米左右，冬耕10厘米～15厘米。夏锄和秋锄以除草为主，锄草次数常因杂草生长不同而有一定差别。锄草深度以5厘米左右为宜。新开辟茶园的第一年，为了避免带动茶籽和茶苗，距茶苗30厘米以内的杂草宜趁雨后用手连根拔除，30厘米以外的照常进行浅耕，待茶苗长大后可用手锄除草。秋后就可全面浅耕。在茶树幼年和青年阶段，茶园行间空隙大，容易生长杂草。为了减少杂草争夺
土壤水分和养分，浅耕时期，次数的安排常在追肥之前进行一次。夏秋季杂草多，浅耕后要将杂草铺在地面晒干或耙出园外，堆积一处制成堆肥，特别在多雨季节更要注意。壮年茶园如果树冠
覆盖度高，其生长好、产量高。由于采摘、
施肥、除虫等作业较频繁，茶行间土壤容易板结，浅耕以疏松土壤为主，次数可适当减少1次～2次。然而，现有茶园除草设备通过火力除草时，供燃气瓶漏气不容易察觉，容易导致浪费和安全事故；同时，当点火器使用久了，油灰
吸附较多后其使用效果立即大打折扣，有时需要多次打火才能点着燃气。
[0005] 一是目前茶园主要除草方法还是人工灭草，效率不高，
费用昂贵；二是少量机械除草设备基本原理是驱动机带动
连杆控制机械割头、挖头或喷药头，操作不便，除草不彻底，安全性
风险大。
[0006] 现有茶园除草设备通过火力除草时，供燃气瓶漏气不容易察觉，容易导致浪费和安全事故；同时，当点火器使用久了，油灰吸附较多后其使用效果立即大打折扣，有时需要多次打火才能点着燃气。
发明内容
[0007] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种茶园除草设备及控制方法。本发明提供一种火力除草设备，可杀灭杂草地上部分，也可深大地下杀灭杂草根部，除草彻底。操作灵活，安全便利。
[0008] 本发明是这样实现的，一种茶园除草设备的控制方法，所述茶园除草设备的控制方法包括：
[0009] 通过气密性检测模
块利用气密性检测装置检测燃气罐的气密性数据；气密性检测装置通过集成的燃气泄露检测模块对燃气罐泄露气体数据进行检测并分析，具体有：
[0010] 根据接收的气体数据
信号的特征谱确定决策平面；
[0011] 判断接收气体数据信号的通信信道是否呈现准用静态变换特性；
[0012] 在所述通信信道呈现准用静态变换特性时，利用
支持向量机方法在所述决策平面中选出决策边界；
[0013] 在通信信道没有呈现准用静态变换特性时，利用模糊聚类方法在所述决策平面中选出决策边界；
[0014] 根据所述决策边界对接收到的气体数据信号进行检测；
[0015] 通过火力调节模块利用安全
阀调节喷火的大小；
安全阀与控
制模块连接后，通过
控制模块集成的喷火大小调节程序进行控制安全阀的开度大小；喷火大小调节程序包括：
[0016] 利用集成的相关函数从火力调节模块获取要调节的火力大小图像数据；
[0017] 将图像格式由QImage转换为OpenCV可处理的IplImage格式，其中，由于分类器在灰度图像上进行检测，所以RGB图像首先需要通过cvCvtColor()转换成灰度图像，然后通过cvEqualizeHist()进行直方图均衡；
[0018] 直方图均衡公式为：
[0019]
[0020] 其中，公式中Sk表示均衡化后的灰度值，∑表示总和，nj是原图中某个灰度色阶j的
像素数量，j的范围是0-k，N是图像像素总数；
[0021] 先加载训练好的分类器，再调用OpenCV的检测函数cvHaarDectectObjects()检测图像中的所有火力大小图像，存下
位置大小信息；
[0022] 实现检测，判定时先要对图像做预处理工作，将RGB图像转换为灰度图像；
[0023] 然后统计其中白色区域所占比例，当比例小于
阈值时就判定发生了改变行为；
[0024] 阈值选取前40
帧的白色区域平均值的一半，适用于所有火力大小图像；
[0025] 运用
模糊逻辑法来对采集到得信息进行融合决策。
[0026] 进一步，所述茶园除草设备的控制方法具体包括：
[0027] 步骤一，通过
温度检测模块利用温度
传感器检测茶园
环境温度数据；通过湿度检测模块利用
湿度传感器检测茶园环境湿度数据；通过气密性检测模块利用气密性检测装置检测燃气罐的气密性数据；
[0028] 步骤二，通过储料模块利用燃气罐储存
液化气
燃料；
[0029] 步骤三，通过主控模块调度点火模块利用点火装置对燃气进行点燃操作；
[0030] 步骤四，通
过喷火模块利用喷火头喷出点燃的火；通过火力调节模块利用安全阀调节喷火的大小；
[0031] 步骤五，通过移动模块利用电动轮进行陆地移动操作；
[0032] 步骤六，通过显示模块利用显示屏显示采集的茶园温度、湿度、燃气罐气密性数据信息。
[0033] 进一步，所述根据接收信号的特征谱确定决策平面包括：
[0034] 对接收信号的离散信号向量进行线性变换得到酉变换矩阵；
[0035] 根据所述酉变换矩阵中的主对
角线元素和副对角线元素计算出接收信号的
能量特征谱；
[0036] 从所述能量特征谱中获取决策平面；
[0037] 根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱包括：
[0038] 对副对角线元素组成的矩阵进行平方并乘以主对角线元素组成的矩阵，得到接收信号的能量特征谱；
[0039] 从所述能量特征谱中获取决策平面包括：
[0040] 根据所述能量特征谱的能量集中度、
波形对称性和局部波形函数方差从所述能量特征谱中提取至少一组
特征向量；
[0041] 按照模式分类的方式从提取的特征向量中获取作为决策平面的特征向量；
[0042] 所述接收信号的离散信号向量通过奈奎斯特定律
采样得到，并且采样长度涵盖接收信号的预定比例能量；
[0043] 在从所述能量特征谱中获取决策平面之前，所述方法还包括：
[0044] 对所述能量特征谱进行滑动平均处理；
[0045] 所述信号接收方法应用于跳时-脉冲位置调制方式的通信系统或者通断键控调制方式的通信系统；
[0046] 所述提取的特征向量方法具体包括以下步骤：
[0047] 获取信号，通过传感器采集数据并对信号进行放大处理；
[0048] 信号进行分段处理；即从每段信号里提取出均值、方差、信号的累积值和峰值4个基本时域参数，通过相邻段信号的4个参数值的差值判断是否有疑似
泄漏的情况发生的第一层决策判断：若有则往下执行步骤小波包去噪，否者，跳到执行获取信号；
[0049] 小波包去噪；即利用改进小波包
算法对采集的信号进行去噪；
[0050] 小波包分解与重构；即利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包分解与重构，得到单子带重构信号；
[0051] 提取信号特征参数；即从重构的单子带信号里提取：时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、
频谱和偏斜系数8个表示信号特征的参数；
[0052] 组成特征向量，即利用主成分分析方法，结合实验分析，从上述参数中选择3到8个能明显表示声发射信号特征的参数组成特征向量，并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断，即第二层决策判断，根据支持向量机的输出判断是否有泄漏发生；
[0053] 所述小波包去噪和小波包分解与重构包括：
[0054] 信号延拓，对小波包分解的各层信号进行抛物线延拓；
[0055] 设信号数据为x(a),x(a+1),x(a+2)，则延拓算子E的表达式为：
[0056]
[0058] 将延拓后的信号与分解低通
滤波器h0卷积，得到低频系数，然后经过HF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行
下采样，得到下一层的低频系数；将延拓后的信号与分解
高通滤波器g0卷积，得到高频系数，然后经过LF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层高频系数，HF-cut-IF算子采用下式
[0059]
[0060] LF-cut-IF算子采用下式
[0061]
[0062] 在HF-cut-IF算子公和LF-cut-IF算子公式中，x(n)为在2j尺度上小波包的系数，Nj表示在2j尺度上数据的长度， k＝0，1，…，Nj-1；n＝0，1，…，Nj-1；
[0063] 单子带信号重构：
[0064] 将得到的高、低频系数进行上采样，然后分别与高通重建滤波器g1和低通重建滤波器h1卷积，将得到的信号分别用HF-cut-IF、LF-cut-IF算子处理，得到单子带重构信号。
[0065] 进一步，所述火力大小偏离检测的步骤如下：
[0066] (1)利用CIELab彩色空间信息对火力大小图像进行彩色聚类，识别聚类后的火力大区域或火力小区域；
[0067] 在火力大区域采用启发式搜索车道边线算法，从而检测出边缘的像素点，对这些边缘像素点采用最小二乘法进行拟合；
[0068] 通过可靠性判断算法判断每一个像素点是否为有效的边缘像素，最后将所有有效边缘像素拟合成火力大小拟合曲线的参数，即检测出火力大小；
[0069] (2)计算火力在当前的大小位置，计算公式如下：
[0070]
[0071] 其中，y0表示火力中心点到边缘距离，已知火力体积为b，根据公式就可以求出火力当前位置相对于中心点到边界的距离；当Δy>0时，表明火力为安全区域；Δy<0，就认为火力已经发生了偏离。
[0072] 进一步，火力危险分析步骤如下：
[0073] (1)确定评价事物的因素论域，其中，设因素集U：U＝{u1，u2，u3}，u1超10％以内、u2超20％、u3危险；
[0074] (2)
选定评语等级论域，其中，设评价集V＝{v1，v2……v4}，v1：优秀，v2：良好，v3：及格，v4：差；
[0075] (3)进行单因素评判得到隶属度向量：
[0076] ri＝(ri1,ri2,…,rim)；
[0077] 形成隶属度矩阵：
[0078]
[0079] (4)确定评价因素权向量,对评判集可数值化及归一化：
[0080] A＝(a1,a2,…,an),
[0081] 根据各行为的危害程度确定他们各自的权重；其中u3、u4、u6、u8危险度为一级，各占比例3/18，u2、u7危险度为二级各占1/9，u1、u5危险度为三级各占1/18；
[0082] (5)计算综合评判(综合隶属度)向量：
[0083]
[0084] (6)根据隶属度最大原则作出评判，计算综合评判值，得出火力大小行为等级。
[0085] 进一步，所述气密性检测模块检测方法包括：
[0086] (1)连通一储存腔体及一检测腔体；
[0088] (3)量测该储存腔体或该检测腔体的压力，以取得一第一压力值；
[0089] (4)根据该负压及该第一压力值判断该检测腔体的气密性；
[0090] (5)停止对该储存腔体提供该负压；
[0091] (6)量测该储存腔体或该检测腔体的压力，以取得一第二压力值；
[0092] (7)于停止对该储存腔体提供该负压一预设时间之后，量测该储存腔体或该检测腔体的压力，以取得一第三压力值；
[0093] (8)根据该第二压力值及该第三压力值判断该检测腔体的气密性。
[0094] 进一步，所述该负压与该第一压力值的差值的绝对值大于一预设值时，判断该检测腔体漏气；
[0095] 该负压与该第一压力值的差值的绝对值小于或等于5kPa时，判断该检测腔体的动态气密性合格；
[0096] 该负压与该第一压力值的差值的绝对值小于或等于该负压的5％时，判断该检测腔体的动态气密性合格。
[0097] 进一步，所述该第二压力值与该第三压力值的差值的绝对值大于一预设值时，判断该检测腔体漏气；
[0098] 该第二压力值与该第三压力值的差值的绝对值小于或等于5kPa时，判断该检测腔体的静态气密性合格；
[0099] 该第二压力值与该第三压力值的差值的绝对值小于或等于该第二压力值的5％时，判断该检测腔体的静态气密性合格。
[0100] 进一步，所述点火模块包括3V直流电源、联动点火
开关、直流电源控制及延时
电路、振荡电路和高压放
电机构组成，其特征包括：
[0101] 所述的联动点火开关由单刀双掷开关Kl和单刀双掷开关K2、
电解电容Cl和电解电容C2组成，电解电容Cl的负极与单刀双掷开关Kl的公共端相连，电解电容C2的负极与单刀双掷开关口的公共端相连，电解电容Cl和电解电容C2的正极接电路地GND，单刀双掷开关Kl的常闭触点和单刀双掷开关胆的常闭触点接3V直流电源负极VCC；
[0102] 所述的直流电源控制及延时电路由P
沟道场效应管VTl和
电阻R1、电阻R2组成，P沟道场效应管VTl栅极接电阻Rl的一端和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接单刀双掷开关Kl的常开触点，电阻R2的另一端接单刀双掷开关K2的常开触点，P沟道场效应管VT1的源极接3V直流电源负极VCC，P沟道场效应管VT1的漏极接振荡
变压器B初级线圈Ll的同名端，3V直流电源正极与电路地GND相连；
[0103] 所述的振荡电路和高压放电机构由PNP型晶体管VT2、振荡变压器B、电阻R3和高压放电端组成，PNP型晶体管VT2的基极接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接振荡变压器B初级线圈Ll的异名端，振荡变压器B初级线圈L2的同名端接P沟道场效应管VTl的漏极，PNP型晶体管VT2的集
电极接振荡变压器B初级线圈L2的异名端，PNP型晶体管VT2的发射极接电路地GND，振荡变压器B升压线圈L3的一端接
燃气灶具金属
外壳，振荡变压器B升压线圈L3的另一端接高压放电端
[0104] 本发明的另一目的在于提供一种茶园除草设备，所述茶园除草设备包括：
[0105] 温度检测模块，与主控模块连接，用于通过温度传感器检测茶园环境温度数据；
[0106] 湿度检测模块，与主控模块连接，用于通过湿度传感器检测茶园环境湿度数据；
[0107] 气密性检测模块，与主控模块连接，用于通过气密性检测装置检测燃气罐的气密性数据；
[0108] 主控模块，与温度检测模块、湿度检测模块、气密性检测模块、储料模块、点火模块、喷火模块、火力调节模块、移动模块、显示模块连接，用于通过
单片机控制各个模块正常工作；
[0109] 储料模块，与主控模块连接，用于通过燃气罐储存液化气燃料；
[0110] 点火模块，与主控模块连接，用于通过点火装置对燃气进行点燃操作；
[0111] 喷火模块，与主控模块连接，用于通过喷火头喷出点燃的火；
[0112] 火力调节模块，与主控模块连接，用于通过安全阀调节喷火的大小；
[0113] 移动模块，与主控模块连接，用于通过电动轮进行陆地移动操作；
[0114] 显示模块，与主控模块连接，用于通过显示屏显示采集的茶园温度、湿度、燃气罐气密性等数据信息。
[0115] 本发明的优点及积极效果为：
[0116] 本发明通过气密性检测模块可藉由对储存腔体提供负压时、停止对储存腔体提供负压时及一预定时间之后，分别量测第一压力值、第二压力值及第三压力值。根据负压、第一压力值、第二压力值及第三压力值而能够准确地判断受测模块的气密性；防止燃气泄漏，保障使用的安全性；同时，通过点火模块将3V低压直流电通过振荡电路产生4000V的脉冲高压，通过高压尖端瞬间放电形成火花完成
电子点火过程；杜绝了用火柴、打火机点火不方便且危险等问题。
[0117] 本发明通过气密性检测模块利用气密性检测装置检测燃气罐的气密性数据；气密性检测装置通过集成的燃气泄露检测模块对燃气罐泄露气体数据进行检测并分析，具体有：
[0118] 根据接收的气体数据信号的特征谱确定决策平面；
[0119] 判断接收气体数据信号的通信信道是否呈现准用静态变换特性；
[0120] 在所述通信信道呈现准用静态变换特性时，利用支持向量机方法在所述决策平面中选出决策边界；
[0121] 在通信信道没有呈现准用静态变换特性时，利用模糊聚类方法在所述决策平面中选出决策边界；
[0122] 根据所述决策边界对接收到的气体数据信号进行检测；可获得准确的检测数据，为设备的安全运行提供保证。
[0123] 本发明通过火力调节模块利用安全阀调节喷火的大小；安全阀与控制模块连接后，通过控制模块集成的喷火大小调节程序进行控制安全阀的开度大小；喷火大小调节程序包括：
[0124] 利用集成的相关函数从火力调节模块获取要调节的火力大小图像数据；
[0125] 将图像格式由QImage转换为OpenCV可处理的IplImage格式，其中，由于分类器在灰度图像上进行检测，所以RGB图像首先需要通过cvCvtColor()转换成灰度图像，然后通过cvEqualizeHist()进行直方图均衡；
[0126] 通过上述涉及，对解决现有技术中机械除草设备驱动机带动连杆控制机械割头、挖头或喷药头，操作不便，除草不彻底，安全性风险大的问题，提供了良好的解决办法。
附图说明
[0127] 图1是本发明实施提供的茶园除草设备控制方法
流程图。
[0128] 图2是本发明实施提供的茶园除草设备结构图。
[0129] 图3是本发明实施提供的点火模块原理图。
[0130] 图中：1、温度检测模块；2、湿度检测模块；3、气密性检测模块；4、主控模块；5、储料模块；6、点火模块；7、喷火模块；8、火力调节模块；9、移动模块；10、显示模块。
具体实施方式
[0131] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合
实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0132] 下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0133] 如图1所示，本发明实施例提供的茶园除草设备控制方法包括以下步骤：
[0134] S101，通过温度检测模块利用温度传感器检测茶园环境温度数据；通过湿度检测模块利用湿度传感器检测茶园环境湿度数据；通过气密性检测模块利用气密性检测装置检测燃气罐的气密性数据；
[0135] S102，通过储料模块利用燃气罐储存液化气燃料；
[0136] S103，通过主控模块调度点火模块利用点火装置对燃气进行点燃操作；
[0137] S104，通过喷火模块利用喷火头喷出点燃的火；通过火力调节模块利用安全阀调节喷火的大小；
[0138] S105，通过移动模块利用电动轮进行陆地移动操作；
[0139] S106，通过显示模块利用显示屏显示采集的茶园温度、湿度、燃气罐气密性等数据信息。
[0140] 如图2-图3所示，本发明提供的茶园除草设备包括：温度检测模块1、湿度检测模块2、气密性检测模块3、主控模块4、储料模块5、点火模块6、喷火模块7、火力调节模块8、移动模块9、显示模块10。
[0141] 温度检测模块1，与主控模块4连接，用于通过温度传感器检测茶园环境温度数据；
[0142] 湿度检测模块2，与主控模块4连接，用于通过湿度传感器检测茶园环境湿度数据；
[0143] 气密性检测模块3，与主控模块4连接，用于通过气密性检测装置检测燃气罐的气密性数据；
[0144] 主控模块4，与温度检测模块1、湿度检测模块2、气密性检测模块3、储料模块5、点火模块6、喷火模块7、火力调节模块8、移动模块9、显示模块10连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
[0145] 储料模块5，与主控模块4连接，用于通过燃气罐储存液化气燃料；
[0146] 点火模块6，与主控模块4连接，用于通过点火装置对燃气进行点燃操作；
[0147] 喷火模块7，与主控模块4连接，用于通过喷火头喷出点燃的火；
[0148] 火力调节模块8，与主控模块4连接，用于通过安全阀调节喷火的大小；
[0149] 移动模块9，与主控模块4连接，用于通过电动轮进行陆地移动操作；
[0150] 显示模块10，与主控模块4连接，用于通过显示屏显示采集的茶园温度、湿度、燃气罐气密性等数据信息。
[0151] 本发明提供的气密性检测模块3检测方法如下：
[0152] (1)连通一储存腔体及一检测腔体；
[0153] (2)对该储存腔体提供一负压；
[0154] (3)量测该储存腔体或该检测腔体的压力，以取得一第一压力值；
[0155] (4)根据该负压及该第一压力值判断该检测腔体的气密性；
[0156] (5)停止对该储存腔体提供该负压；
[0157] (6)量测该储存腔体或该检测腔体的压力，以取得一第二压力值；
[0158] (7)于停止对该储存腔体提供该负压一预设时间之后，量测该储存腔体或该检测腔体的压力，以取得一第三压力值；
[0159] (8)根据该第二压力值及该第三压力值判断该检测腔体的气密性。
[0160] 本发明提供的该负压与该第一压力值的差值的绝对值大于一预设值时，判断该检测腔体漏气；
[0161] 该负压与该第一压力值的差值的绝对值小于或等于5kPa时，判断该检测腔体的动态气密性合格；
[0162] 该负压与该第一压力值的差值的绝对值小于或等于该负压的5％时，判断该检测腔体的动态气密性合格。
[0163] 本发明提供的该第二压力值与该第三压力值的差值的绝对值大于一预设值时，判断该检测腔体漏气；
[0164] 该第二压力值与该第三压力值的差值的绝对值小于或等于5kPa时，判断该检测腔体的静态气密性合格；
[0165] 该第二压力值与该第三压力值的差值的绝对值小于或等于该第二压力值的5％时，判断该检测腔体的静态气密性合格。
[0166] 如图3所示，本发明提供的点火模块6包括3V直流电源、联动点火开关、直流电源控制及延时电路、振荡电路和高压放电机构组成，其特征包括：
[0167] 所述的联动点火开关由单刀双掷开关Kl和单刀双掷开关K2、电解电容Cl和电解电容C2组成，电解电容Cl的负极与单刀双掷开关Kl的公共端相连，电解电容C2的负极与单刀双掷开关口的公共端相连，电解电容Cl和电解电容C2的正极接电路地GND，单刀双掷开关Kl的常闭触点和单刀双掷开关胆的常闭触点接3V直流电源负极VCC；
[0168] 所述的直流电源控制及延时电路由P沟道场效应管VTl和电阻R1、电阻R2组成，P沟道场效应管VTl栅极接电阻Rl的一端和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接单刀双掷开关Kl的常开触点，电阻R2的另一端接单刀双掷开关K2的常开触点，P沟道场效应管VT1的源极接3V直流电源负极VCC，P沟道场效应管VT1的漏极接振荡变压器B初级线圈Ll的同名端，3V直流电源正极与电路地GND相连；
[0169] 所述的振荡电路和高压放电机构由PNP型晶体管VT2、振荡变压器B、电阻R3和高压放电端组成，PNP型晶体管VT2的基极接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接振荡变压器B初级线圈Ll的异名端，振荡变压器B初级线圈L2的同名端接P沟道场效应管VTl的漏极，PNP型晶体管VT2的集电极接振荡变压器B初级线圈L2的异名端，PNP型晶体管VT2的发射极接电路地GND，振荡变压器B升压线圈L3的一端接燃气灶具金属外壳，振荡变压器B升压线圈L3的另一端接高压放电端。
[0170] 下面结合具体分析对本发明作进一步描述。
[0171] 本发明实施例提供的茶园除草设备的控制方法，所述茶园除草设备的控制方法包括：
[0172] 通过气密性检测模块利用气密性检测装置检测燃气罐的气密性数据；气密性检测装置通过集成的燃气泄露检测模块对燃气罐泄露气体数据进行检测并分析，具体有：
[0173] 根据接收的气体数据信号的特征谱确定决策平面；
[0174] 判断接收气体数据信号的通信信道是否呈现准用静态变换特性；
[0175] 在所述通信信道呈现准用静态变换特性时，利用支持向量机方法在所述决策平面中选出决策边界；
[0176] 在通信信道没有呈现准用静态变换特性时，利用模糊聚类方法在所述决策平面中选出决策边界；
[0177] 根据所述决策边界对接收到的气体数据信号进行检测；
[0178] 通过火力调节模块利用安全阀调节喷火的大小；安全阀与控制模块连接后，通过控制模块集成的喷火大小调节程序进行控制安全阀的开度大小；喷火大小调节程序包括：
[0179] 利用集成的相关函数从火力调节模块获取要调节的火力大小图像数据；
[0180] 将图像格式由QImage转换为OpenCV可处理的IplImage格式，其中，由于分类器在灰度图像上进行检测，所以RGB图像首先需要通过cvCvtColor()转换成灰度图像，然后通过cvEqualizeHist()进行直方图均衡；
[0181] 直方图均衡公式为：
[0182]
[0183] 其中，公式中Sk表示均衡化后的灰度值，∑表示总和，nj是原图中某个灰度色阶j的像素数量，j的范围是0-k，N是图像像素总数；
[0184] 先加载训练好的分类器，再调用OpenCV的检测函数cvHaarDectectObjects()检测图像中的所有火力大小图像，存下位置大小信息；
[0185] 实现检测，判定时先要对图像做预处理工作，将RGB图像转换为灰度图像；
[0186] 然后统计其中白色区域所占比例，当比例小于阈值时就判定发生了改变行为；
[0187] 阈值选取前40帧的白色区域平均值的一半，适用于所有火力大小图像；
[0188] 运用模糊逻辑法来对采集到得信息进行融合决策。
[0189] 所述茶园除草设备的控制方法具体包括：
[0190] 步骤一，通过温度检测模块利用温度传感器检测茶园环境温度数据；通过湿度检测模块利用湿度传感器检测茶园环境湿度数据；通过气密性检测模块利用气密性检测装置检测燃气罐的气密性数据；
[0191] 步骤二，通过储料模块利用燃气罐储存液化气燃料；
[0192] 步骤三，通过主控模块调度点火模块利用点火装置对燃气进行点燃操作；
[0193] 步骤四，通过喷火模块利用喷火头喷出点燃的火；通过火力调节模块利用安全阀调节喷火的大小；
[0194] 步骤五，通过移动模块利用电动轮进行陆地移动操作；
[0195] 步骤六，通过显示模块利用显示屏显示采集的茶园温度、湿度、燃气罐气密性数据信息。
[0196] 所述根据接收信号的特征谱确定决策平面包括：
[0197] 对接收信号的离散信号向量进行线性变换得到酉变换矩阵；
[0198] 根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱；
[0199] 从所述能量特征谱中获取决策平面；
[0200] 根据所述酉变换矩阵中的主对角线元素和副对角线元素计算出接收信号的能量特征谱包括：
[0201] 对副对角线元素组成的矩阵进行平方并乘以主对角线元素组成的矩阵，得到接收信号的能量特征谱；
[0202] 从所述能量特征谱中获取决策平面包括：
[0203] 根据所述能量特征谱的能量集中度、波形对称性和局部波形函数方差从所述能量特征谱中提取至少一组特征向量；
[0204] 按照模式分类的方式从提取的特征向量中获取作为决策平面的特征向量；
[0205] 所述接收信号的离散信号向量通过奈奎斯特定律采样得到，并且采样长度涵盖接收信号的预定比例能量；
[0206] 在从所述能量特征谱中获取决策平面之前，所述方法还包括：
[0207] 对所述能量特征谱进行滑动平均处理；
[0208] 所述信号接收方法应用于跳时-脉冲位置调制方式的通信系统或者通断键控调制方式的通信系统；
[0209] 所述提取的特征向量方法具体包括以下步骤：
[0210] 获取信号，通过传感器采集数据并对信号进行放大处理；
[0211] 信号进行分段处理；即从每段信号里提取出均值、方差、信号的累积值和峰值4个基本时域参数，通过相邻段信号的4个参数值的差值判断是否有疑似泄漏的情况发生的第一层决策判断：若有则往下执行步骤小波包去噪，否者，跳到执行获取信号；
[0212] 小波包去噪；即利用改进小波包算法对采集的信号进行去噪；
[0213] 小波包分解与重构；即利用改进小波包算法对采集的信号进行小波包分解与重构，得到单子带重构信号；
[0214] 提取信号特征参数；即从重构的单子带信号里提取：时域能量、时域峰值、频域能量、频域峰值、峰态系数、方差、频谱和偏斜系数8个表示信号特征的参数；
[0215] 组成特征向量，即利用主成分分析方法，结合实验分析，从上述参数中选择3到8个能明显表示声发射信号特征的参数组成特征向量，并将这些特征向量输入到支持向量机进行决策判断，即第二层决策判断，根据支持向量机的输出判断是否有泄漏发生；
[0216] 所述小波包去噪和小波包分解与重构包括：
[0217] 信号延拓，对小波包分解的各层信号进行抛物线延拓；
[0218] 设信号数据为x(a),x(a+1),x(a+2)，则延拓算子E的表达式为：
[0219]
[0220] 消去单子带多余频率成分；
[0221] 将延拓后的信号与分解
低通滤波器h0卷积，得到低频系数，然后经过HF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层的低频系数；将延拓后的信号与分解高通滤波器g0卷积，得到高频系数，然后经过LF-cut-IF算子处理，去掉多余的频率成分，再进行下采样，得到下一层高频系数，HF-cut-IF算子采用下式
[0222]
[0223] LF-cut-IF算子采用下式
[0224]
[0225] 在HF-cut-IF算子公和LF-cut-IF算子公式中，x(n)为在2j尺度上小波包的系数，Nj表示在2j尺度上数据的长度， k＝0，1，…，Nj-1；n＝0，1，…，Nj-1；
[0226] 单子带信号重构：
[0227] 将得到的高、低频系数进行上采样，然后分别与高通重建滤波器g1和低通重建滤波器h1卷积，将得到的信号分别用HF-cut-IF、LF-cut-IF算子处理，得到单子带重构信号。
[0228] 所述火力大小偏离检测的步骤如下：
[0229] (1)利用CIELab彩色空间信息对火力大小图像进行彩色聚类，识别聚类后的火力大区域或火力小区域；
[0230] 在火力大区域采用启发式搜索车道边线算法，从而检测出边缘的像素点，对这些边缘像素点采用最小二乘法进行拟合；
[0231] 通过可靠性判断算法判断每一个像素点是否为有效的边缘像素，最后将所有有效边缘像素拟合成火力大小拟合曲线的参数，即检测出火力大小；
[0232] (2)计算火力在当前的大小位置，计算公式如下：
[0233]
[0234] 其中，y0表示火力中心点到边缘距离，已知火力体积为b，根据公式就可以求出火力当前位置相对于中心点到边界的距离；当Δy>0时，表明火力为安全区域；Δy<0，就认为火力已经发生了偏离。
[0235] 火力危险分析步骤如下：
[0236] (1)确定评价事物的因素论域，其中，设因素集U：U＝{u1，u2，u3}，u1超10％以内、u2超20％、u3危险；
[0237] (2)选定评语等级论域，其中，设评价集V＝{v1，v2……v4}，v1：优秀，v2：良好，v3：及格，v4：差；
[0238] (3)进行单因素评判得到隶属度向量：
[0239] ri＝(ri1,ri2,…,rim)；
[0240] 形成隶属度矩阵：
[0241]
[0242] (4)确定评价因素权向量,对评判集可数值化及归一化：
[0243] A＝(a1,a2,…,an),
[0244] 根据各行为的危害程度确定他们各自的权重；其中u3、u4、u6、u8危险度为一级，各占比例3/18，u2、u7危险度为二级各占1/9，u1、u5危险度为三级各占1/18；
[0245] (5)计算综合评判(综合隶属度)向量：
[0246]
[0247] (6)根据隶属度最大原则作出评判，计算综合评判值，得出火力大小行为等级。
[0248] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
