[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于高精度機(jī)械臂結(jié)構(gòu)光成像的作物籽粒三維性狀測(cè)量方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010945343.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112344874A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃成龍;楊萬(wàn)能;宋鵬;覃志杰;蔣李
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/24
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/24;G01B11/02;G01B11/06;G01B11/28;G01B11/00;G06K9/62
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于高精度機(jī)械臂結(jié)構(gòu)光成像的作物籽粒三維性狀測(cè)量方法，分為結(jié)構(gòu)光掃描模塊、點(diǎn)云數(shù)據(jù)分析模塊和機(jī)械臂控制模塊。結(jié)構(gòu)光掃描模塊包括結(jié)構(gòu)光掃描儀(1)、紋理相機(jī)(2)、掃描儀夾具(3)、高精度機(jī)械臂(4)、載物平臺(tái)(5)；點(diǎn)云數(shù)據(jù)分析模塊包括采用Wiiboox Reeyee-Pro軟件獲取拼接原始點(diǎn)云，結(jié)合PCL點(diǎn)云處理技術(shù)獲取作物籽粒的長(zhǎng)、寬、厚、體積、表面積、生成籽粒三維模型；控制模塊包括基于小型工控機(jī)和機(jī)械臂控制柜控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂控制結(jié)構(gòu)光掃描和參數(shù)測(cè)量的智能控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)光掃描儀模塊，其特征在于：首先要進(jìn)行標(biāo)定，開(kāi)始掃描前調(diào)試不同的曝光亮度，找到對(duì)比度最好的亮度值，用于獲取盡可能多的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。將作物籽粒平鋪于載物臺(tái)，通過(guò)控制機(jī)械臂的移動(dòng)調(diào)整掃描儀的掃描角度進(jìn)行掃描，將不同角度的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接獲取完整的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，最高程度地保證作物籽粒的完整度，點(diǎn)云模型也更加清晰。通過(guò)記錄測(cè)試時(shí)機(jī)械臂掃描時(shí)的位姿，用控制軟件設(shè)定機(jī)械臂在各個(gè)掃描角度時(shí)的工作路徑點(diǎn)，讓其根據(jù)路徑點(diǎn)依次做軌跡運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)作物籽粒的自動(dòng)化、批量掃描處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)云數(shù)據(jù)分析模塊，其特征在于：結(jié)合結(jié)構(gòu)光掃描的作物籽粒點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過(guò)PCL庫(kù)對(duì)籽粒進(jìn)行分割，并提取分割后的點(diǎn)云特征，計(jì)算長(zhǎng)、寬、厚、體積、表面積等表型信息以及生成籽粒三維模型。該點(diǎn)云數(shù)據(jù)分析模塊相比現(xiàn)有的作物籽粒測(cè)量手段具有更好的品種適應(yīng)性，數(shù)據(jù)精確性和效率高效性。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)光掃描和機(jī)械臂控制模塊，其特征在于：結(jié)構(gòu)光掃描儀通過(guò)夾具與機(jī)械臂法蘭相連，用于控制掃描儀工作位置與角度，機(jī)械臂同時(shí)與控制柜相連，實(shí)現(xiàn)通訊；小型工控機(jī)分別與控制柜和結(jié)構(gòu)光掃描儀相連，同時(shí)控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)光掃描儀，記錄機(jī)械臂的工作路徑點(diǎn)，通過(guò)控制軟件實(shí)現(xiàn)特定的路徑規(guī)劃，能夠自動(dòng)、批量地采集作物籽粒點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并進(jìn)行點(diǎn)云的處理，顯示以及結(jié)果的存儲(chǔ)。