手持电麻机构驱动系统及方法

技术领域

本发明涉及计算机控制领域，尤其涉及一种手持电麻机构驱动系统及方法。

背景技术

计算机控制系统是在自动控制技术和计算机技术发展的基础上产生的。若将自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了典型的计算机控制系统。它用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定的控制目的而构成的系统。其中辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。它与被控对象的联系和部件间的联系通常有两种方式：有线方式、无线方式。控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标。

计算机控制系统就是利用计算机来实现工业过程自动控制的系统。在计算机控制系统中，由于工业控制机的输入和输出是数字信号，而现场采集到得信号或送到执行机构的信号大多是模拟信号，因此与常规的按偏差控制的闭环负反馈系统相比，计算机控制系统需要有数/模转换器和模/数转换器这两个环节。

目前，在采用击昏羊体以便于后续执行羊体宰杀以及羊肉加工的过程中，电麻的电量是恒定的，而羊体的体积又不同，导致对于体形较小的羊体，电麻的电量相对过大，浪费了现场电力资源且电击过度，相反，对于体形较大的羊体，电麻的电量相对过小，可能无法将羊体击昏。

发明内容

为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种手持电麻机构驱动系统及方法，能够根据对现场最近羊体的智能化分析结果，判断将其击昏需要的单次电量，并使用针对性设计的手动电麻设施执行单次羊体电击处理，从而在电量损耗以及击昏效果之间达到平衡。

相比较于现有技术，本发明具备以下两处突出的实质性特点：

(1)采用包括接地式外壳、电击头部、电麻电动机、把手、按钮式开关、电量调节设备和主控制器的针对性设计的智能化手麻机构，用于控制电麻电动机以调节出与单次电击电量匹配的电击电流并发送给电机头部，执行对当前羊体对象的现场击昏操作；

(2)基于最近的当前羊体对象的体积估算结果确定匹配的单次电击电量，从而在避免电力资源浪费的同时保证击昏效果。

根据本发明的一方面，提供了一种手持电麻机构驱动系统，所述系统包括：

智能化手麻机构，包括接地式外壳、电击头部、电麻电动机、把手、按钮式开关、电量调节设备和主控制器，所述主控制器分别与所述电机头部、所述电麻电动机、所述按钮式开关以及所述电量调节设备连接，用于实现对所述电机头部、所述电麻电动机、所述按钮式开关以及所述电量调节设备的驱动参数的配置，所述电麻电动机、所述电量调节设备和所述主控制器都被容置在所述接地式外壳内，所述把手安装在所述接地式外壳上，所述电击头部设置在所述接地式外壳的顶部，所述主控制器用于基于接收到的参考羊体体积确定对应的单次电击电量，所述电量调节设备分别与所述主控制器、所述电麻电动机和所述电机头部连接，用于控制所述电麻电动机以调节出与单次电击电量匹配的电击电流以发送给所述电机头部，执行对当前羊体对象的现场击昏操作；

视觉成像设备，设置在所述接地式外壳上且位于所述电机头部的附近，用于对当前待宰杀的羊体所在的环境执行成像操作，以获得当前成像帧；

画质提升设备，设置在所述接地式外壳内，与所述视觉成像设备连接，用于对接收到的当前成像帧先后执行对比度增强处理和小波滤波处理，以获得对应的画质提升图像；

信号辨识设备，与所述画质提升设备连接，用于基于羊体外形特征识别所述画质提升图像中的每一个羊体成像分块，所述羊体外形特征为各种类型羊体的标准图片；

分块筛选机构，与所述信号辨识设备连接，用于将所述画质提升图像中景深数据最小的羊体成像分块作为有效成像分块输出；

数据估算机构，与所述分块筛选机构连接，用于基于所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例以及所述有效成像分块的景深数据估算对应的参考羊体体积；

其中，基于所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例以及所述有效成像分块的景深数据估算对应的参考羊体体积包括：在景深数据不变的情况下，所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例越小，估算的参考羊体体积的数值越小；

其中，基于接收到的参考羊体体积确定对应的单次电击电量包括：确定的对应的单次电击电量与所述接收到的参考羊体体积正向相关。

根据本发明的另一方面，还提供了一种手持电麻机构驱动方法，所述方法包括：

使用智能化手麻机构，包括接地式外壳、电击头部、电麻电动机、把手、按钮式开关、电量调节设备和主控制器，所述主控制器分别与所述电机头部、所述电麻电动机、所述按钮式开关以及所述电量调节设备连接，用于实现对所述电机头部、所述电麻电动机、所述按钮式开关以及所述电量调节设备的驱动参数的配置，所述电麻电动机、所述电量调节设备和所述主控制器都被容置在所述接地式外壳内，所述把手安装在所述接地式外壳上，所述电击头部设置在所述接地式外壳的顶部，所述主控制器用于基于接收到的参考羊体体积确定对应的单次电击电量，所述电量调节设备分别与所述主控制器、所述电麻电动机和所述电机头部连接，用于控制所述电麻电动机以调节出与单次电击电量匹配的电击电流以发送给所述电机头部，执行对当前羊体对象的现场击昏操作；

使用视觉成像设备，设置在所述接地式外壳上且位于所述电机头部的附近，用于对当前待宰杀的羊体所在的环境执行成像操作，以获得当前成像帧；

使用画质提升设备，设置在所述接地式外壳内，与所述视觉成像设备连接，用于对接收到的当前成像帧先后执行对比度增强处理和小波滤波处理，以获得对应的画质提升图像；

使用信号辨识设备，与所述画质提升设备连接，用于基于羊体外形特征识别所述画质提升图像中的每一个羊体成像分块，所述羊体外形特征为各种类型羊体的标准图片；

使用分块筛选机构，与所述信号辨识设备连接，用于将所述画质提升图像中景深数据最小的羊体成像分块作为有效成像分块输出；

使用数据估算机构，与所述分块筛选机构连接，用于基于所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例以及所述有效成像分块的景深数据估算对应的参考羊体体积；

其中，基于所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例以及所述有效成像分块的景深数据估算对应的参考羊体体积包括：在景深数据不变的情况下，所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例越小，估算的参考羊体体积的数值越小；

其中，基于接收到的参考羊体体积确定对应的单次电击电量包括：确定的对应的单次电击电量与所述接收到的参考羊体体积正向相关。

本发明的手持电麻机构驱动系统及方法设计智能、操作简便。由于能够根据对现场最近羊体的智能化分析结果，判断将其击昏需要的单次电量，并使用定制结构的手动电麻设施执行单次羊体电击处理，从而同时满足对节能环保以及击昏效果两种不同需求。

具体实施方式

下面将对本发明的手持电麻机构驱动系统及方法的实施方案进行详细说明。

计算机把通过测量元件、变送单元和模数转换器送来的数字信号，直接反馈到输入端与设定值进行比较，然后根据要求按偏差进行运算，所得到数字量输出信号经过数模转换器送到执行机构，对被控对象进行控制，使被控变量稳定在设定值上。这种系统称为闭环控制系统。

计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件。

目前，在采用击昏羊体以便于后续执行羊体宰杀以及羊肉加工的过程中，电麻的电量是恒定的，而羊体的体积又不同，导致对于体形较小的羊体，电麻的电量相对过大，浪费了现场电力资源且电击过度，相反，对于体形较大的羊体，电麻的电量相对过小，可能无法将羊体击昏。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种手持电麻机构驱动系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的手持电麻机构驱动系统包括：

智能化手麻机构，包括接地式外壳、电击头部、电麻电动机、把手、按钮式开关、电量调节设备和主控制器，所述主控制器分别与所述电机头部、所述电麻电动机、所述按钮式开关以及所述电量调节设备连接，用于实现对所述电机头部、所述电麻电动机、所述按钮式开关以及所述电量调节设备的驱动参数的配置，所述电麻电动机、所述电量调节设备和所述主控制器都被容置在所述接地式外壳内，所述把手安装在所述接地式外壳上，所述电击头部设置在所述接地式外壳的顶部，所述主控制器用于基于接收到的参考羊体体积确定对应的单次电击电量，所述电量调节设备分别与所述主控制器、所述电麻电动机和所述电机头部连接，用于控制所述电麻电动机以调节出与单次电击电量匹配的电击电流以发送给所述电机头部，执行对当前羊体对象的现场击昏操作；

视觉成像设备，设置在所述接地式外壳上且位于所述电机头部的附近，用于对当前待宰杀的羊体所在的环境执行成像操作，以获得当前成像帧；

画质提升设备，设置在所述接地式外壳内，与所述视觉成像设备连接，用于对接收到的当前成像帧先后执行对比度增强处理和小波滤波处理，以获得对应的画质提升图像；

信号辨识设备，与所述画质提升设备连接，用于基于羊体外形特征识别所述画质提升图像中的每一个羊体成像分块，所述羊体外形特征为各种类型羊体的标准图片；

分块筛选机构，与所述信号辨识设备连接，用于将所述画质提升图像中景深数据最小的羊体成像分块作为有效成像分块输出；

数据估算机构，与所述分块筛选机构连接，用于基于所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例以及所述有效成像分块的景深数据估算对应的参考羊体体积；

其中，基于所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例以及所述有效成像分块的景深数据估算对应的参考羊体体积包括：在景深数据不变的情况下，所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例越小，估算的参考羊体体积的数值越小；

其中，基于接收到的参考羊体体积确定对应的单次电击电量包括：确定的对应的单次电击电量与所述接收到的参考羊体体积正向相关。

接着，继续对本发明的手持电麻机构驱动系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述手持电麻机构驱动系统中：

基于所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例以及所述有效成像分块的景深数据估算对应的参考羊体体积还包括：在面积比例不变的情况下，所述有效成像分块的景深数据越小，估算的参考羊体体积的数值越小；

其中，所述数据估算机构还与所述主控制器连接，用于将估算获得的参考羊体体积发送给所述主控制器。

在所述手持电麻机构驱动系统中：

对接收到的当前成像帧先后执行对比度增强处理和小波滤波处理，以获得对应的画质提升图像包括：对接收到的当前成像帧先执行对比度增强处理，以获得对比度优化图像，并对所述对比度优化图像执行小波滤波处理，以获得对应的画质提升图像。

在所述手持电麻机构驱动系统中：

所述画质提升设备包括帧缓存器、数据优化单元和滤波优化单元，所述帧缓存器与所述视觉成像设备连接，用于缓存接收到的当前成像帧。

在所述手持电麻机构驱动系统中：

在所述画质提升设备中，所述数据优化单元与所述帧缓存器连接，用于对接收到的当前成像帧执行对比度增强处理，以获得对比度优化图像；

其中，在所述画质提升设备中，所述滤波优化单元与所述数据优化单元连接，用于对接收到的对比度优化图像执行小波滤波处理，以获得对应的画质提升图像。

根据本发明实施方案示出的手持电麻机构驱动方法包括：

使用智能化手麻机构，包括接地式外壳、电击头部、电麻电动机、把手、按钮式开关、电量调节设备和主控制器，所述主控制器分别与所述电机头部、所述电麻电动机、所述按钮式开关以及所述电量调节设备连接，用于实现对所述电机头部、所述电麻电动机、所述按钮式开关以及所述电量调节设备的驱动参数的配置，所述电麻电动机、所述电量调节设备和所述主控制器都被容置在所述接地式外壳内，所述把手安装在所述接地式外壳上，所述电击头部设置在所述接地式外壳的顶部，所述主控制器用于基于接收到的参考羊体体积确定对应的单次电击电量，所述电量调节设备分别与所述主控制器、所述电麻电动机和所述电机头部连接，用于控制所述电麻电动机以调节出与单次电击电量匹配的电击电流以发送给所述电机头部，执行对当前羊体对象的现场击昏操作；

使用视觉成像设备，设置在所述接地式外壳上且位于所述电机头部的附近，用于对当前待宰杀的羊体所在的环境执行成像操作，以获得当前成像帧；

使用画质提升设备，设置在所述接地式外壳内，与所述视觉成像设备连接，用于对接收到的当前成像帧先后执行对比度增强处理和小波滤波处理，以获得对应的画质提升图像；

使用信号辨识设备，与所述画质提升设备连接，用于基于羊体外形特征识别所述画质提升图像中的每一个羊体成像分块，所述羊体外形特征为各种类型羊体的标准图片；

使用分块筛选机构，与所述信号辨识设备连接，用于将所述画质提升图像中景深数据最小的羊体成像分块作为有效成像分块输出；

使用数据估算机构，与所述分块筛选机构连接，用于基于所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例以及所述有效成像分块的景深数据估算对应的参考羊体体积；

其中，基于所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例以及所述有效成像分块的景深数据估算对应的参考羊体体积包括：在景深数据不变的情况下，所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例越小，估算的参考羊体体积的数值越小；

其中，基于接收到的参考羊体体积确定对应的单次电击电量包括：确定的对应的单次电击电量与所述接收到的参考羊体体积正向相关。

接着，继续对本发明的手持电麻机构驱动方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述手持电麻机构驱动方法中：

基于所述有效成像分块占据所述画质提升图像的面积比例以及所述有效成像分块的景深数据估算对应的参考羊体体积还包括：在面积比例不变的情况下，所述有效成像分块的景深数据越小，估算的参考羊体体积的数值越小；

其中，所述数据估算机构还与所述主控制器连接，用于将估算获得的参考羊体体积发送给所述主控制器。

所述手持电麻机构驱动方法中：

对接收到的当前成像帧先后执行对比度增强处理和小波滤波处理，以获得对应的画质提升图像包括：对接收到的当前成像帧先执行对比度增强处理，以获得对比度优化图像，并对所述对比度优化图像执行小波滤波处理，以获得对应的画质提升图像。

所述手持电麻机构驱动方法中：

所述画质提升设备包括帧缓存器、数据优化单元和滤波优化单元，所述帧缓存器与所述视觉成像设备连接，用于缓存接收到的当前成像帧。

所述手持电麻机构驱动方法中：

在所述画质提升设备中，所述数据优化单元与所述帧缓存器连接，用于对接收到的当前成像帧执行对比度增强处理，以获得对比度优化图像；

其中，在所述画质提升设备中，所述滤波优化单元与所述数据优化单元连接，用于对接收到的对比度优化图像执行小波滤波处理，以获得对应的画质提升图像。

另外，在所述手持电麻机构驱动方法中，计算机控制系统中，被控对象的范围很广，包括各行各业的生产过程、机械装置、交通工具、机器人、实验装置、仪器仪表、家庭生活设施、家用电器和儿童玩具等。控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标。计算机控制系统通常具有精度高、速度快、存储容量大和有逻辑判断功能等特点，因此可以实现高级复杂的控制方法，获得快速精密的控制效果。计算机技术的发展已使整个人类社会发生了可观的变化，自然也应用到工业生产和企业管理中。而且，计算机所具有的信息处理能力，能够进一步把过程控制和生产管理有机的结合起来(如CIMS)，从而实现工厂、企业的全面自动化管理。

以及与一般控制系统相同，计算机控制系统可以是闭环的，这时计算机要不断采集被控对象的各种状态信息，按照一定的控制策略处理后，输出控制信息直接影响被控对象。它也可以是开环的，这有两种方式：一种是计算机只按时间顺序或某种给定的规则影响被控对象；另一种是计算机将来自被控对象的信息处理后，只向操作人员提供操作指导信息，然后由人工去影响被控对象。

另外，为了易于理解本发明说明了上述实施例，并且本发明不局限于上述实施例。相反，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等同结构，该权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有法律所允许的这类修改和等同结构。