[发明专利]面向苗床盆栽的设施花卉搬运协同作业控制方法

权利要求书

1.面向苗床盆栽的设施花卉搬运协同作业控制方法，其特征在于，3D相机（8）根据实时视觉信息获取花卉的位置信息，控制器根据花卉的位置信息控制移动搬运装置（2）移动，实现沿既定轨迹运动的供盆机构（33）和栽培床（4）之间的花卉搬运；

所述花卉搬运后，3D相机（8）由建立的花卉生长模型确认长势不好的花卉，进行替补盆；

实时视觉信息、供盆机构运动、移动搬运装置移动及花卉生长模型的协调配置系统为：

其中：系统状态向量，为n维状态空间；系统输入向量，包括花卉生长模型、实时视觉信息，为m维状态空间；系统输出量包括、，分别为移动搬运装置的位置信息、供盆机构的位置信息，为1维状态空间；干扰项，为p维状态空间；理论参考输入；e是系统的实际输出和参考输入之间的偏差，A、B、C、D、E、F、G为相关系数；

所述位置信息包括供盆机构（33）或栽培床（4）中单颗花卉最高点距离3D相机（8）镜头的高度h₁，供盆机构（33）或栽培床（4）距离3D相机（8）镜头的高度h以及花卉（3）图像分割后的边缘位置与摄像头X方向的距离l₁、l₃，红外激光测距仪（31）到花卉的距离l₂；

所述移动搬运装置（2）包括轨道A（18），轨道A（18）与轨道B（23）可分离对接，轨道A（18）上设有可移动的承载板A（17），承载板A（17）下端设有3D相机（8）及伸缩杆（10），伸缩杆（10）下端安装抓手（12），抓手（12）下端设有红外激光测距仪（31）；

所述花卉生长模型的建立过程为：

3D相机（8）采集花卉的可见光图像和深度图像，进行单株花卉的图像分割，取单株花卉边缘多个拐点坐标（x_b1，y_b1），（x_b2，y_b2）…（x_bi，y_bi）计算单株花卉的花冠的叶面积：

通过深度图像得到单株花卉的株高为H，则花卉生长模型为：

其中为比较系数。

2.根据权利要求1所述的面向苗床盆栽的设施花卉搬运协同作业控制方法，其特征在于，所述抓手（12）可与外部水源连通的喷嘴（30）替换，完成移动喷灌机的安装。

3.根据权利要求1所述的面向苗床盆栽的设施花卉搬运协同作业控制方法，其特征在于，所述轨道B（23）安装在吊装架（27）上，吊装架（27）固定在轴B（32）下端，轴B（32）两端能够沿轨道C（26）移动，轴B（32）由电机B（21）驱动。

4.根据权利要求1所述的面向苗床盆栽的设施花卉搬运协同作业控制方法，其特征在于，所述图像分割的具体方法为：

步骤1）：根据深度图像确定花卉最高点的位置（x₀,y₀），以此位置的像素点作为阈值；

步骤2）：将可见光图像转化为灰度图像，依次遍历（x₀,y₀）周围的像素，并与阈值比较，取四个小于阈值的像素对应的坐标（x₁,y₁）、（x₂,y₂）、（x₃,y₃）、（x₄,y₄）；

步骤3）：分别计算（x₁,y₁）、（x₂,y₂）、（x₃,y₃）、（x₄,y₄）到（x₀,y₀）的距离r_i，i=1，2，3，4；

步骤4）：取r_i中的最大值r，以（x₀,y₀）为圆心r为半径进行图像分割；

步骤5）：取下一个花卉最高点，重复步骤1）-4）完成图像分割。