[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

说明书

本发明公开了面向苗床盆栽的设施花卉搬运协同作业控制方法，属于设施农业领域。所述方法涉及的装置包括移动搬运装置和跨间转移装置，移动搬运装置利用3D相机和红外激光测距仪实现花卉的精确定位，控制抓手将栽培床上的花卉抓取，伸缩杆将花卉搬运起来，随着移动搬运装置的往复运动，实现花卉从栽培床到供盆机构的搬运；跨间转移装置可与移动搬运装置分离，实现行间转移，从而使移动搬运装置作用于多个栽培床。本发明可以实现花卉自动搬运，结构与方法简单可靠。

技术领域

本发明属于设施农业领域，通过3D相机对花卉进行精准定位，实现花卉盆栽的搬运、替换、补盆，同时也可以实现装置的跨间转移和温室移动喷灌机的快速换装。

背景技术

目前我国设施农业管理粗放、技术措施落实不到位、智能化水平低，导致单位生产效率低、投入产出比不高，且设施农业以传统经验生产为主，缺乏量化指标和配套集成技术，产品总体产量低。当前我国设施农业的平均产量仅为国外1/3-1/2，且设施农业生产仍以人力为主，劳动强度大，人均管理面积仅为美国、加拿大等发达国家的1/10。根据农业部公布的2016年度花卉产业数据，花卉盆栽种植面积和产值分别增加了9.67％、11.13％，但是设施栽培尤其是温室栽培面积下降了13.44％，这与世界花卉产业由露地栽培向高效规模化设施栽培发展的趋势相悖，也与整个设施园艺产业的快速增长趋势相反。究其原因，主要由于设施花卉生产过程中缺少机械化、自动化和智能化生产的技术和装备，从而导致设施花卉生产的劳动力成本和生产成本增加。

当前国内外对温室花卉的搬运进行了很多的研究，现有技术公开了一种体积小得花卉搬运小车，方便在温室大棚中进行移动，但是需要人工拖拽小车并且可运载的花卉数量较少；现有技术通过吊钩挂装在温室内桁架之间的轨道，安装一载运小车，其不足之处是小车不能实现自动化，且只能单行作业。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了面向苗床盆栽的设施花卉搬运协同作业控制方法，实现花卉的从花卉运载车到栽培床的往复搬运；同时，采用3D相机确定花卉位置并监测花卉的生长状况，对生长态势不好的花卉进行替换；另外，3D相机能够监测并确定花卉的搬运高度，所以此装置可以适用于不同高度的栽培床；抓手装置还可以实现与喷灌机的快速换装，所以装置不占用空间，应用范围广。

本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的的。

面向苗床盆栽的设施花卉搬运协同作业控制方法，3D相机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移动，实现沿既定轨迹运动的供盆机构和栽培床之间的花卉搬运。

进一步，所述位置信息包括供盆机构或栽培床中单颗花卉最高点距离3D相机镜头的高度h₁，供盆机构或栽培床距离3D相机镜头的高度h以及花卉图像分割后的边缘位置与摄像头X方向的距离l₁、l₃，红外激光测距仪到花卉的距离l₂。

进一步，所述移动搬运装置包括轨道A，轨道A与轨道B可分离对接，轨道A上设有可移动的承载板A，承载板A下端设有3D相机及伸缩杆，伸缩杆下端安装抓手，抓手下端设有红外激光测距仪。

更进一步，所述抓手可与外部水源连通的喷嘴替换，完成移动喷灌机的安装。

更进一步，所述轨道B安装在吊装架上，吊装架固定在轴B下端，轴B两端能够沿轨道C移动，轴B由电机B驱动。

进一步，所述花卉搬运后，3D相机由建立的花卉生长模型确认长势不好的花卉，进行替补盆。

更进一步，所述花卉生长模型的建立过程为：