[发明专利]一种基于RGB‑D的自动移栽“苗情‑作业效果”复合检测方法

摘要

本发明公开了一种基于RGB‑D的自动移栽“苗情‑作业效果”复合检测方法，取苗爪将苗坨夹拔出穴盘后，由RGB‑D相机同步获得坐标对应的深度与颜色信息，并转换为苗坨坐标系下的对应深度与颜色数据。将根据预定取出位确定的高度和圆周范围之外的背景与相邻数据快速剔除，进而根据深度逐次完成对苗坨的有无和完整性检测，从而判断是否顺利取出苗坨和苗坨是否受到损伤。而后根据颜色差异将取苗爪剔除，再自上至下检测苗株顶端，逐次完成苗株有无和高度的检测，从而判断是否缺苗和是否为壮苗。本发明避免了复杂背景和重叠遮挡影响，解决了高实时“苗情‑作业效果复合检测”关键问题，方法简单快速，可满足穴盘苗自动移栽的实时监测需要。

主权项

一种基于RGB‑D的自动移栽“苗情‑作业效果”复合检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，取苗爪(1)从穴盘(7)内夹拔苗坨(2)上升，苗坨(2)离开穴盘(7)并使苗坨(2)的上表面中心到达取出位A；步骤二，RGB‑D相机(3)对在取出位A的被夹持状态的苗坨(2)和苗株(6)进行探测，视场内包括取苗爪(1)、苗株(6)、苗坨(2)和背景，RGB‑D相机(3)同步获取视场内按RGB‑D相机坐标系(4)一一对应的深度数据和颜色数据；步骤三，将RGB‑D相机坐标系(4)转换为苗坨坐标系(5)，进而将按RGB‑D相机坐标系(4)一一对应的相机深度数据和相机颜色数据转换为按苗坨坐标系(5)一一对应的深度数据和颜色数据；步骤四，在苗坨坐标系(5)内，以取出位A为苗坨坐标系(5)的原点，设定下水平面E1和上水平面E2，其中下水平面E1为z＝‑z0‑⊿z，其中z0为完整苗坨(2)的高度，⊿z为考虑苗坨(2)高度误差、移栽机构定位误差等的高度安全量；其中上水平面E2为z＝zmax+⊿z，其中zmax为苗株(6)的统计最大高度；将下水平面E1和上水平面E2范围之外的深度数据和颜色数据同步去除，从而缩减有效数据量和去除冗余背景信息的干扰；步骤五，在苗坨坐标系(5)内，设定与苗坨(2)同中心线的竖直圆柱面B，竖直圆柱面B的直径为Lmax+2⊿L，将竖直圆柱面B之外的深度数据和颜色数据同步去除，从而进一步缩减有效数据量和去除冗余周围信息的干扰，而仅剩余取苗爪(1)和被夹持的苗坨(2)与苗株(6)这三个对象的深度数据和颜色数据；其中Lmax为苗株(6)的统计最大叶片展幅，⊿L为考虑苗坨(2)展幅误差、移栽机构定位误差等的展幅安全量；步骤六，在苗坨坐标系(5)内，进一步在去除冗余信息的深度数据和颜色数据，针对从下水平面E1到取出位A的高度范围内的苗坨(2)的深度数据，检测是否有苗坨(2)，从而判断取苗爪(1)是否顺利取到苗坨(2)；步骤七，如顺利取到苗坨(2)，则进行苗坨(2)边缘轮廓的快速分割提取，根据苗坨(2)的形状和尺寸确定苗坨(2)是否完整，从而判断取出过程中苗坨2是否受到损伤；步骤八，在去除冗余信息的深度数据和颜色数据内，针对从上水平面E2到取出位A的高度范围内的颜色数据，根据颜色特征去除取苗爪(1)的颜色数据，同时根据坐标对应性将取苗爪(1)的深度数据同步去除；步骤九，在去除取苗爪(1)的从上水平面E2到取出位A的高度范围内的深度数据内，检测是否存在坐标最高点T，如存在坐标最高点T则为苗株(6)的顶部，如检测不到坐标最高点T则表示该苗坨(2)缺苗；步骤十，以坐标最高点T到取出位A的距离完成苗株(6)的高度测量，实现是否壮苗的判断。