[发明专利]一种基于机器视觉的穴盘种苗低损移植方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的穴盘种苗低损移植方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一、获取待移植穴盘种苗的种苗图像；

步骤二、对步骤一获取的种苗图像进行种苗轮廓提取；具体提取方法如下：

S21、将步骤一获得的种苗图像转换为HSV格式的种苗图像；

S22、对步骤S21得到的种苗图像，采用inRange函数判断种苗图像中每一个像素是否在[lowerb，upperb]之间；如果结果为是，在输出图像相应像素位置填入255，如果结果为否，在输出图像相应像素位置填入0，此时获得的图像为二值图像；其中lowerb为提取颜色的低值，upperb为提取颜色的高值；

S23、对步骤S22得到的二值图像，采用中值滤波进行处理，获取种苗轮廓；

步骤三、对步骤二得到的种苗轮廓求极值点坐标；

步骤四、将步骤三得到的极值点坐标转换为对应的现实世界坐标；

步骤五、根据步骤四所得现实世界坐标，进一步计算出移植机械手应到达的安全点的世界坐标；

步骤六、伺服电机驱动移植机械手运动到步骤五所计算得到的安全点的世界坐标位置；

步骤七、移植机械手进行取苗作业，取苗时取苗针插入穴盘种苗基质；移植机械手包括设置在气缸基座上的取苗针和设置在气缸推杆上的挡苗组件，挡苗组件包括水平设置的下推板和设置在下推板一端的侧挡板，侧挡板的一侧端面与下推板的端部垂直连接，其另一侧端面用于推动穴盘种苗叶片，以将穴盘种苗与取苗针隔离开；

具体操作方法如下：

S71、气缸驱动移植机械手匀速向下运动到作业点水平位置；

S72、伺服电机驱动移植机械手沿水平方向匀速向前，侧挡板的另一侧端面推动种苗叶片到达作业点运动，保证取苗针在插入基质时不会对穴盘种苗造成损伤；

S73、取苗针插入穴盘种苗的基质；

S74、垂直向上取出穴盘种苗，运动至安全点，完成取苗作业；

步骤八、伺服电机驱动移植机械手将穴盘种苗运送到栽培槽；

步骤九、移植机械手将穴盘种苗放入栽培槽，从而完成穴盘种苗低损移植。

2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的穴盘种苗低损移植方法，其特征在于：所述步骤五中，具体计算方法如下：步骤四所得极值点对应的现实世界坐标为一列穴盘种苗的上极值点A和右极值点B，提取上极值点A的Yw值和右极值点B的Xw值，并分别加2mm，作为XwOwYw平面的安全点的世界坐标，Zw与取苗作业点的Z值相同。

3.如权利要求2所述的一种基于机器视觉的穴盘种苗低损移植方法，其特征在于：步骤一中，采用深度相机获取待移植的种苗图像。

4.如权利要求3所述的一种基于机器视觉的穴盘种苗低损移植方法，其特征在于：

所述步骤一中，具体操作方法如下：将深度相机放置在离种苗90mm处，深度相机应正对即将移植的种苗列，深度相机高度应与种苗高度保持一致，深度相机的视野中应包含即将移植的种苗列的所有种苗，保证在相机视野中除种苗外无其它绿色物品干扰；获取图像方式为实时获取，一列种苗移植完成后，深度相机由伺服电机驱动运动至下一种苗列获取图像，直至穴盘种苗全部移植完成，深度相机返回第一列所在位置。

5.如权利要求4所述的一种基于机器视觉的穴盘种苗低损移植方法，其特征在于：所述步骤二中，对步骤二得到的种苗轮廓求极值点坐标，具体方法如下：

S31、采用cv2.findContours()函数检索图像中的外轮廓；

S32、采用cv2.boundingRect()函数用一个最小矩形将找到的外轮廓形状包起来，返回x、y、w和h四个值，（x，y）是矩阵左上角的坐标，w、h是矩阵的宽和高；若一幅图像中出现多个连通域，则取与矩形相交的极值点坐标。

6.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的穴盘种苗低损移植方法，其特征在于；步骤九中，具体操作方法如下：将穴盘种苗放入栽培槽，随着气缸推杆的推动，下推板向下推动将穴盘种苗推下，穴盘种苗脱离取苗针落入栽培槽中，进而完成放苗作业。

7.如权利要求6所述的一种基于机器视觉的穴盘种苗低损移植方法，其特征在于；步骤九后，穴盘种苗放入栽培槽后，移植机械手需要回归原点进行重新定位，以保证随着移植工作次数的增加，移植机械手位置偏差不会逐渐叠加增大。