[發明專利]面向苗床盆栽的設施花卉搬運協同作業控制方法

有效

• 申請號: 201910769286.2
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110637644B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 王紀章;張運;李萍萍;黃志剛;倪紀恒
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01G9/08
• 分類號: A01G9/08;A01G27/00;G06T7/00;G06T7/12;G06T7/136;G06T7/62
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本發明公開了面向苗床盆栽的設施花卉搬運協同作業控制方法，屬于設施農業領域。所述方法涉及的裝置包括移動搬運裝置和跨間轉移裝置，移動搬運裝置利用3D相機和紅外激光測距儀實現花卉的精確定位，控制抓手將栽培床上的花卉抓取，伸縮桿將花卉搬運起來，隨著移動搬運裝置的往復運動，實現花卉從栽培床到供盆機構的搬運；跨間轉移裝置可與移動搬運裝置分離，實現行間轉移，從而使移動搬運裝置作用于多個栽培床。本發明可以實現花卉自動搬運，結構與方法簡單可靠。

技術領域

本發明屬于設施農業領域，通過3D相機對花卉進行精準定位，實現花卉盆栽的搬運、替換、補盆，同時也可以實現裝置的跨間轉移和溫室移動噴灌機的快速換裝。

背景技術

目前我國設施農業管理粗放、技術措施落實不到位、智能化水平低，導致單位生產效率低、投入產出比不高，且設施農業以傳統經驗生產為主，缺乏量化指標和配套集成技術，產品總體產量低。當前我國設施農業的平均產量僅為國外1/3-1/2，且設施農業生產仍以人力為主，勞動強度大，人均管理面積僅為美國、加拿大等發達國家的1/10。根據農業部公布的2016年度花卉產業數據，花卉盆栽種植面積和產值分別增加了9.67％、11.13％，但是設施栽培尤其是溫室栽培面積下降了13.44％，這與世界花卉產業由露地栽培向高效規模化設施栽培發展的趨勢相悖，也與整個設施園藝產業的快速增長趨勢相反。究其原因，主要由于設施花卉生產過程中缺少機械化、自動化和智能化生產的技術和裝備，從而導致設施花卉生產的勞動力成本和生產成本增加。

當前國內外對溫室花卉的搬運進行了很多的研究，現有技術公開了一種體積小得花卉搬運小車，方便在溫室大棚中進行移動，但是需要人工拖拽小車并且可運載的花卉數量較少；現有技術通過吊鉤掛裝在溫室內桁架之間的軌道，安裝一載運小車，其不足之處是小車不能實現自動化，且只能單行作業。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出了面向苗床盆栽的設施花卉搬運協同作業控制方法，實現花卉的從花卉運載車到栽培床的往復搬運；同時，采用3D相機確定花卉位置并監測花卉的生長狀況，對生長態勢不好的花卉進行替換；另外，3D相機能夠監測并確定花卉的搬運高度，所以此裝置可以適用于不同高度的栽培床；抓手裝置還可以實現與噴灌機的快速換裝，所以裝置不占用空間，應用范圍廣。

本發明是通過以下技術方案實現上述技術目的的。

面向苗床盆栽的設施花卉搬運協同作業控制方法，3D相機根據實時視覺信息獲取花卉的位置信息，控制器根據花卉的位置信息控制移動搬運裝置移動，實現沿既定軌跡運動的供盆機構和栽培床之間的花卉搬運。

進一步，所述位置信息包括供盆機構或栽培床中單顆花卉最高點距離3D相機鏡頭的高度h₁，供盆機構或栽培床距離3D相機鏡頭的高度h以及花卉圖像分割后的邊緣位置與攝像頭X方向的距離l₁、l₃，紅外激光測距儀到花卉的距離l₂。

進一步，所述移動搬運裝置包括軌道A，軌道A與軌道B可分離對接，軌道A上設有可移動的承載板A，承載板A下端設有3D相機及伸縮桿，伸縮桿下端安裝抓手，抓手下端設有紅外激光測距儀。

更進一步，所述抓手可與外部水源連通的噴嘴替換，完成移動噴灌機的安裝。

更進一步，所述軌道B安裝在吊裝架上，吊裝架固定在軸B下端，軸B兩端能夠沿軌道C移動，軸B由電機B驅動。

進一步，所述花卉搬運后，3D相機由建立的花卉生長模型確認長勢不好的花卉，進行替補盆。

更進一步，所述花卉生長模型的建立過程為：