[发明专利]面向农业机器人作业的植物形态视觉跟踪测量方法有效
申请号: | 202010367606.4 | 申请日: | 2020-04-30 |
公开(公告)号: | CN111578837B | 公开(公告)日: | 2022-03-01 |
发明(设计)人: | 冯青春;王秀;赵学观;姜凯;李翠玲;张春凤 | 申请(专利权)人: | 北京农业智能装备技术研究中心 |
主分类号: | G01B11/00 | 分类号: | G01B11/00;G01B11/24 |
代理公司: | 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 | 代理人: | 吕伟盼 |
地址: | 100097 北京市海淀区*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 面向 农业 机器人 作业 植物 形态 视觉 跟踪 测量方法 | ||
1.一种面向农业机器人作业的植物形态视觉跟踪测量方法,其特征在于,获取植物在多个视场下的主茎图像信息,基于多个所述主茎图像信息确定植物主茎立体形态信息;其中,每一所述主茎图像信息包括位于对应视场内的植物主茎中心线最下端的跟踪目标参考点及位于植物主茎中间的跟踪起始参考点;
所述获取植物多个视场下的主茎图像信息包括:以第i个视场内的跟踪起始参考点作为第i+1个视场内的跟踪目标参考点;
所述主茎图像信息通过多视角视觉系统获取,所述多视角视觉系统包括双目视觉摄像机及用于安装所述双目视觉摄像机的二自由度云台机构;
所述以第i个视场内的跟踪起始参考点作为第i+1个视场内的跟踪目标参考点具体包括:基于同一空间点在不同视场内的坐标值确定双目视觉摄像机转移视场的水平旋转角度α和垂直旋转角度β。
2.根据权利要求1所述的面向农业机器人作业的植物形态视觉跟踪测量方法,其特征在于,所述基于多个所述主茎图像信息确定植物主茎立体形态信息包括:
基于多个所述主茎图像信息确定植物的立体信息,基于所述立体信息确定植物主茎立体形态信息。
3.根据权利要求2所述的面向农业机器人作业的植物形态视觉跟踪测量方法,其特征在于,所述基于多个所述主茎图像信息确定植物的立体信息包括:
以初始视场下的双目视觉摄像机坐标系为标准坐标系,将多个视场内的所述主茎图像信息转换至标准坐标系内,基于多个视场下所述主茎图像信息中的参考点在标准坐标系中的坐标确定植物主茎的长度L及生长倾角ω。
4.根据权利要求3所述的面向农业机器人作业的植物形态视觉跟踪测量方法,其特征在于,所述将多个视场内的所述主茎图像信息转换至标准坐标系内包括:
将所述主茎图像信息中的参考点按照如下公式转换为标准坐标系下的坐标
其中,为二自由度云台机构由初始姿态向姿态i的逆转化矩阵,T为云台坐标系OT-XTYTZT和视觉坐标系OC-XCYCZC之间的转化矩阵。
5.根据权利要求4所述的面向农业机器人作业的植物形态视觉跟踪测量方法,其特征在于,所述基于多个视场下所述主茎图像信息中的参考点在标准坐标系中的坐标确定植物主茎的长度L及生长倾角ω具体包括:
其中,a和b满足公式
6.根据权利要求1所述的面向农业机器人作业的植物形态视觉跟踪测量方法,其特征在于,所述双目视觉摄像机转移视场的水平旋转角度α和垂直旋转角度β基于如下公式确定,
式中,(xT,yT,zT)为空间点P的云台坐标系坐标,(x'T,y'T,z'T)为空间点P在双目视觉摄像机转移后的预期坐标。
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