[發明專利]一種基于激光掃描的穴盤苗移栽機器人作業監控方法

有效

• 申請號: 201310189234.0
• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN103309310A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 劉繼展;毛罕平;賈允毅;席寧
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;A01C11/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.一種基于激光掃描的穴盤苗移栽機器人作業監控方法，其特征在于包括以下步驟:?

步驟一，系統初始化后，將待取苗的穴盤(1)的規格輸入控制系統，控制系統根據數據庫內的穴盤信息自動提供該類穴盤(1)的長和寬、穴孔(8)大小和間距等輪廓數據，進而根據機器人(2)移栽作業中的穴盤(1)預定布置方位自動計算得到各穴孔(8)的預定位置坐標；

步驟二，激光掃描儀(4)啟動同時轉軸(5)轉動，完成對穴盤(1)、機器人(2)和栽植區(3)所構成的作業場景的三維掃描，生成各對象的深度點云數據、坐標點云數據和反射率點云數據；

步驟三，根據激光三維掃描所得到的穴盤(1)坐標點云數據所生成的穴盤(1)深度圖，確定穴盤(1)輪廓的實際坐標；利用穴盤(1)輪廓的實際坐標對穴盤(1)的預定布置方位進行校正，進而根據數據庫內該類穴盤(1)的穴孔(8)大小和間距數據自動運算得到各穴孔(8)的實際位置坐標；

步驟四，根據激光三維掃描所得到的穴盤(1)及穴盤(1)內各秧苗(7)的葉片(11)的反射率點云數據生成穴盤(1)及穴盤(1)內各秧苗(7)的葉片(11)的反射率圖，根據葉片(11)反射率與穴盤(1)反射率的差異完成對秧苗(7)的識別；

步驟五，根據各秧苗(7)葉片(11)的反射率圖提取各葉片(11)的輪廓，并根據每一穴孔(8)內葉片(11)輪廓是否封閉來判斷是否存在伸入相鄰穴孔葉片(9)，從而將少數存在伸入相鄰穴孔葉片(9)的相關穴孔(8)區分出來；

步驟六，對于多數不存在伸入相鄰穴孔葉片(9)的穴孔(8)，根據每一穴孔(8)內葉片(11)封閉輪廓計算各秧苗(7)的封閉區面積，進而將空穴孔(6)和非健康苗(10)檢出；對于少數存在伸入相鄰穴孔葉片(9)的相關穴孔(8)，根據伸入相鄰穴孔葉片(9)與和其發生重疊的其它葉片(11)的深度圖，確定伸入相鄰穴孔葉片(9)與和其發生重疊的其它葉片(11)在空間中的不同深度，從而將伸入相鄰穴孔葉片(9)所屬的秧苗(7)與和其相重疊的秧苗(7)區分開，進而根據存在伸入相鄰穴孔葉片(9)的相關穴孔(8)內葉片(11)封閉輪廓計算各秧苗(7)的封閉區面積，將空穴孔(6)和非健康苗(10)檢出；

步驟七，將空穴孔(6)和非健康苗(10)排除，根據穴盤(1)內各健康苗所在穴孔(8)的序號和栽植區(3)的情況，進行取苗與栽苗順序的規劃計算，機器人(2)按照校正后所得到的各穴孔(8)的實際位置坐標和規劃計算得到的取苗與栽苗順序進行秧苗(7)的移栽作業；

步驟八，移栽作業過程中，轉軸(5)轉動帶動激光掃描儀(4)進行三維掃描，對栽植區(3)進行實施監測，由三維掃描得到的深度圖對漏栽情況進行檢出，并根據漏栽情況進行取苗與栽苗順序的修正，機器人(2)按照校正后所得到的各穴孔(8)的實際位置坐標和修正后的取苗與栽苗順序完成秧苗(7)的移栽作業。

2.一種如權利要求1所述的基于激光掃描的穴盤苗移栽機器人作業監控方法，其特征在于：所述空穴孔(6)為封閉區面積為0的穴孔(8)；所述非健康苗(10)為穴孔(8)中封閉區面積≤閾值的秧苗(7)。