一種蘑菇自動采摘檢測控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蘑菇自動采摘檢測控制方法，利用蘑菇采摘系統(tǒng)，蘑菇采摘系統(tǒng)包括蘑菇采摘裝置，蘑菇采摘系統(tǒng)還包括第一相機和第二相機。本發(fā)明的蘑菇自動采摘檢測控制方法容易實現(xiàn)，效率高，僅利用兩個攝像頭即可方便快捷的檢測到蘑菇的位置，可以方便快捷的實現(xiàn)蘑菇的自動檢測及采摘，并將蘑菇采摘區(qū)域分為檢測區(qū)域和采摘區(qū)域，檢測與采摘分離，互相不影響，可以大大提高蘑菇的采集效率。
【專利說明】
一種蘑菇自動采摘檢測控制方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種蘑菇自動采摘檢測控制方法。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有技術中，蘑菇采摘一般都是采用人工將蘑菇摘起或通過鏟子鏟起，效率都較 低，不能實現(xiàn)蘑菇的自動采摘，并且會對蘑菇造成損傷。
[0003] 因此，需要一種新的蘑菇自動采摘方法以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種效率更高的蘑菇自 動采摘檢測控制方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：
[0006] 利用蘑菇采摘系統(tǒng)，所述蘑菇采摘系統(tǒng)包括蘑菇采摘裝置，所述蘑菇采摘系統(tǒng)還 包括第一相機和第二相機，包括以下步驟：
[0007] 1)、將蘑菇采摘區(qū)域分為檢測區(qū)域和采摘區(qū)域；
[0008] 2)、對檢測區(qū)域的蘑菇進行檢測：利用第一相機和第二相機分別對檢測區(qū)域拍攝 第一圖像和第二圖像；
[0009] 3)、標定第一相機和第二相機的參數(shù)，所述參數(shù)包括第一相機和第二相機的鏡頭 光軸間距T、第一相機和第二相機的鏡頭焦距f及第一相機和第二相機距離蘑菇的平均距離 Z〇;
[0010] 4)、利用第一相機和第二相機同時從蘑菇的上方拍攝第一圖像和第二圖像；
[0011] 5)、利用第一圖像或第二圖像以及第一相機和第二相機距離蘑菇的平均距離Z〇計 算得到檢測區(qū)域中蘑菇的大?。?br>[0012] 6)、根據(jù)步驟5)得到的蘑菇的大小，選擇待采摘蘑菇，確定第一圖像或第二圖像中 待采摘蘑菇在水平方向上的中心位置坐標P;
[0013] 7)、根據(jù)下式計算待采摘蘑菇中心位置的深度Z:
[0015] 其中，Z為待采摘蘑菇中心位置的的深度，f為第一相機和第二相機的鏡頭焦距，T 為第一相機和第二相機鏡頭光軸之間的距離，xdPx2分別為待采摘蘑菇的中心位置在第一 圖像和第二圖像上的X軸坐標；
[0016] 8)、重復步驟6)_7)，直到將檢測區(qū)域中所有待采摘蘑菇的中心位置坐標和深度均 計算得到；
[0017] 9)、將檢測區(qū)域變?yōu)椴烧獏^(qū)域，根據(jù)步驟8)的計算結(jié)果，利用蘑菇采摘裝置對采摘 區(qū)域的蘑菇進行采摘。
[0018] 更進一步的，所述蘑菇采摘系統(tǒng)還包括壓力氣體發(fā)生器和負壓發(fā)生器，所述蘑菇 采摘裝置包括吸盤，所述壓力氣體發(fā)生器連接所述負壓發(fā)生器的入口，所述吸盤連接所述 負壓發(fā)生器的出口。其中，蘑菇采摘裝置結(jié)構(gòu)簡單方便，從蘑菇的上方利用吸盤將蘑菇吸 起，既不會對蘑菇造成損傷，也方便實現(xiàn)蘑菇的自動化采摘。
[0019] 更進一步的，所述吸盤為真空波紋吸盤。采用真空波紋吸盤采摘蘑菇效果較好。
[0020] 更進一步的，所述吸盤包括多種不同尺寸的吸盤。方便利用不同尺寸的吸盤采摘 不同大小的蘑菇。
[0021] 更進一步的，所述蘑菇采摘系統(tǒng)還包括控制閥，所述負壓發(fā)生器和吸盤之間設置 有控制閥。通過控制閥控制蘑菇的采摘與釋放。
[0022] 更進一步的，所述蘑菇采摘系統(tǒng)還包括自動行走機構(gòu)，所述自動行走機構(gòu)包括X方 向?qū)к墶方向?qū)к壓蚙方向?qū)к?，所述Y方向?qū)к壴O置在蘑菇的正上方，所述X方向?qū)к壴O置 在Y方向?qū)к壣?，所述Z方向?qū)к壴O置在所述X方向?qū)к壣希瞿⒐讲烧b置設置在所述Z 方向?qū)к壣?。結(jié)構(gòu)簡單，可以實現(xiàn)控制蘑菇采摘裝置在三個方向上的移動，從蘑菇的上方利 用吸盤將蘑菇吸起，既不會對蘑菇造成損傷，也方便實現(xiàn)蘑菇的自動化采摘。
[0023] 更進一步的，還包括旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)設置在所述Z方向?qū)к壣?，所述旋轉(zhuǎn) 機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向與Z方向?qū)к壌怪?。利用旋轉(zhuǎn)機構(gòu)方便將蘑菇采摘下來。
[0024]更進一步的，利用待采摘蘑菇的最高點替代步驟7)中待采摘蘑菇中心位置，其中， 待采摘蘑菇的最高點坐標利用步驟6)中第一圖像或第二圖像中待采摘蘑菇在水平方向上 的中心位置坐標P計算得到，包括以下步驟：
[0025] -、以待采摘蘑菇在水平方向上的中心位置坐標P為中心，r為半徑畫圓，確定計算 最高點坐標的計算范圍；
[0026] 二、根據(jù)下式計算步驟一中不同點的深度Z1:
[0028] 其中，ZiS步驟一的計算范圍中的點的深度，f為第一相機和第二相機的鏡頭焦 距，T為第一相機和第二相機鏡頭光軸之間的距離，xdPx 2分別為計算范圍中的點在第一圖 像和第二圖像上的X軸坐標；
[0029] 三、根據(jù)步驟二中的計算結(jié)果，得到計算范圍內(nèi)深度最小的點即為待采摘蘑菇的 最尚點。
[0030] 采用待采摘蘑菇的最高點坐標來控制蘑菇采摘裝置來采摘蘑菇更符合實際情況。
[0031] 更進一步的，步驟一中所述半徑r為0.3R-0.4R，其中，待采摘蘑菇的半徑為R?？梢?大大降低計算量，提高計算效率。
[0032] 有益效果:本發(fā)明的蘑菇自動采摘檢測控制方法容易實現(xiàn)，效率高，僅利用兩個攝 像頭即可方便快捷的檢測到蘑菇的位置，可以方便快捷的實現(xiàn)蘑菇的自動檢測及采摘。而 且利用兩個攝像機實現(xiàn)蘑菇的檢測與采摘分開進行，大大提高工作效率。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明的蘑菇采摘系統(tǒng)自動行走機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明的蘑菇采摘裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖3為本發(fā)明的蘑菇自動采摘檢測控制的示意圖；
[0036] 其中，4為蘑菇采摘裝置，5為蘑菇，6為光源，7為雙目相機。
【具體實施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的舉例說明。
[0038] 如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的蘑菇自動采摘檢測控制方法，利用蘑菇采摘系統(tǒng)， 蘑菇采摘系統(tǒng)包括蘑菇采摘裝置，蘑菇采摘系統(tǒng)還包括第一相機和第二相機，包括以下步 驟：
[0039] 1)、將蘑菇采摘區(qū)域分為檢測區(qū)域和采摘區(qū)域；
[0040] 2)、對檢測區(qū)域的蘑菇進行檢測：利用第一相機和第二相機分別對檢測區(qū)域拍攝 第一圖像和第二圖像；
[0041] 3)、標定第一相機和第二相機的參數(shù)，所述參數(shù)包括第一相機和第二相機的鏡頭 光軸間距T、第一相機和第二相機的鏡頭焦距f及第一相機和第二相機距離蘑菇的平均距離 Zo;
[0042] 4)、利用第一相機和第二相機同時從蘑菇的上方拍攝第一圖像和第二圖像；
[0043] 5)、利用第一圖像或第二圖像以及第一相機和第二相機距離蘑菇的平均距離Zo計 算得到檢測區(qū)域中蘑菇的大?。?br>[0044] 6)、根據(jù)步驟5)得到的蘑菇的大小，選擇待采摘蘑菇，確定第一圖像或第二圖像中 待采摘蘑菇在水平方向上的中心位置坐標P;
[0045] 7)、根據(jù)下式計算待采摘蘑菇的深度Z:
[0047]其中，Z為蘑菇的深度，f為第一相機和第二相機的鏡頭焦距，T為第一相機和第二 相機鏡頭光軸之間的距離，χ#ΡΧ2分別為待采摘蘑菇在第一圖像和第二圖像上的X軸坐標； [0048] 8)、重復步驟6)_7)，直到將檢測區(qū)域中所有待采摘蘑菇的中心位置坐標和深度均 計算得到；
[0049] 9)、將檢測區(qū)域變?yōu)椴烧獏^(qū)域，根據(jù)步驟8)的計算結(jié)果，利用蘑菇采摘裝置對采摘 區(qū)域的蘑菇進行采摘。
[0050] 優(yōu)選的，利用待采摘蘑菇的最高點替代步驟7)中待采摘蘑菇中心位置，其中，待采 摘蘑菇的最高點坐標利用步驟6)中第一圖像或第二圖像中待采摘蘑菇在水平方向上的中 心位置坐標P計算得到，包括以下步驟：
[0051] -、以待采摘蘑菇在水平方向上的中心位置坐標P為中心，r為半徑畫圓，確定計算 最高點坐標的計算范圍；步驟一中所述半徑r為0.3R-0.4R，其中，待采摘蘑菇的半徑為R?？?以大大降低計算量，提高計算效率。
[0052] 二、根據(jù)下式計算步驟一中不同點的深度Z1:
[0054]其中，ZiS步驟一的計算范圍中的點的深度，f為第一相機和第二相機的鏡頭焦 距，T為第一相機和第二相機鏡頭光軸之間的距離，xdPx2分別為計算范圍中的點在第一圖 像和第二圖像上的X軸坐標；
[0055] 三、根據(jù)步驟二中的計算結(jié)果，得到計算范圍內(nèi)深度最小的點即為待采摘蘑菇的 最尚點。
[0056] 采用待采摘蘑菇的最高點坐標來控制蘑菇采摘裝置來采摘蘑菇更符合實際情況。 [0057]蘑菇采摘系統(tǒng)包括壓力氣體發(fā)生器41和負壓發(fā)生器43,蘑菇采摘裝置4包括吸盤 46,壓力氣體發(fā)生器41連接負壓發(fā)生器43的入口，負壓發(fā)生器43的出口連接吸盤46。吸盤46 正對蘑菇5的上方。其中，蘑菇采摘裝置結(jié)構(gòu)簡單方便，從蘑菇的上方利用吸盤將蘑菇吸起， 既不會對蘑菇造成損傷，也方便實現(xiàn)蘑菇的自動化采摘。
[0058]其中，優(yōu)選的，蘑菇采摘裝置4包括多個吸盤46,多個所述吸盤46均連接所述負壓 發(fā)生器43。多個吸盤可以同時采摘多個蘑菇，可以大大提高工作效率。
[0059] 蘑燕采摘系統(tǒng)還包括自動行走機構(gòu)，自動行走機構(gòu)包括Y方向?qū)к?、X方向?qū)к?、 Z方向?qū)к?和蘑菇采摘裝置4，Y方向?qū)к?設置在蘑菇的正上方，X方向?qū)к?設置在Y方向 導軌1上，Ζ方向?qū)к?設置在X方向?qū)к?上，蘑菇采摘裝置4設置在Ζ方向?qū)к?上。結(jié)構(gòu)簡 單，可以實現(xiàn)控制蘑菇采摘裝置在三個方向上的移動，從蘑菇的上方利用吸盤將蘑菇吸起， 既不會對蘑菇造成損傷，也方便實現(xiàn)蘑菇的自動化采摘。
[0060] 還包括旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)設置在Ζ方向?qū)к?上，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向與Ζ方向?qū)?軌3垂直。利用旋轉(zhuǎn)機構(gòu)方便將蘑菇采摘下來。
[0061 ]其中，優(yōu)選的，蘑菇采摘系統(tǒng)還包括氣管42，負壓發(fā)生器43的出口通過氣管42連接 吸盤46。采用氣管連接吸盤，方便移動吸盤的位置。還包括連接裝置45,氣管42通過連接裝 置45連接吸盤46。采用連接裝置可以方便將吸盤固定在其他可移動的裝置上。優(yōu)選的，氣管 42為軟管。
[0062] 優(yōu)選的，吸盤46為真空波紋吸盤。采用真空波紋吸盤采摘蘑菇效果較好。吸盤46包 括多種不同尺寸的吸盤。方便利用不同尺寸的吸盤采集不同大小的蘑菇。
[0063]蘑菇采摘系統(tǒng)還包括控制閥44,負壓發(fā)生器43和吸盤46之間設置有控制閥44。通 過控制閥控制蘑菇的采集與釋放。
[0064]本發(fā)明的蘑菇自動采摘檢測控制方法容易實現(xiàn)，效率高，僅利用兩個攝像頭即可 方便快捷的檢測到蘑菇的位置，可以方便快捷的實現(xiàn)蘑菇的自動檢測及采摘。而且利用兩 個攝像機實現(xiàn)蘑菇的檢測與采摘分開進行，大大提高工作效率。
【主權項】
1. 一種蘑菇自動采摘檢測控制方法，其特征在于:利用蘑菇采摘系統(tǒng)，所述蘑菇采摘系 統(tǒng)包括蘑菇采摘裝置，所述蘑菇采摘系統(tǒng)還包括第一相機和第二相機，包括以下步驟： 1) 、將蘑菇采摘區(qū)域分為檢測區(qū)域和采摘區(qū)域； 2) 、對檢測區(qū)域的蘑菇進行檢測：利用第一相機和第二相機分別對檢測區(qū)域拍攝第一 圖像和第二圖像； 3) 、標定第一相機和第二相機的參數(shù)，所述參數(shù)包括第一相機和第二相機的鏡頭光軸 間距T、第一相機和第二相機的鏡頭焦距f及第一相機和第二相機距離蘑菇的平均距離Z〇; 4) 、利用第一相機和第二相機同時從蘑菇的上方拍攝第一圖像和第二圖像； 5) 、利用第一圖像或第二圖像以及第一相機和第二相機距離蘑菇的平均距離Z〇計算得 到檢測區(qū)域中蘑菇的大??； 6) 、根據(jù)步驟5)得到的蘑菇的大小，選擇待采摘蘑菇，確定第一圖像或第二圖像中待采 摘蘑菇在水平方向上的中心位置坐標P; 7) 、根據(jù)下式計算待采摘蘑菇中心位置的深度Z:其中，Z為待采摘蘑菇中心位置的深度，f為第一相機和第二相機的鏡頭焦距，T為第一 相機和第二相機鏡頭光軸之間的距1?，XI和X2分別為待米摘蘑燕的中心位置在第一圖像和 第二圖像上的X軸坐標； 8) 、重復步驟6)-7)，直到將檢測區(qū)域中所有待采摘蘑菇的中心位置坐標和深度均計算 得到； 9) 、將檢測區(qū)域變?yōu)椴烧獏^(qū)域，根據(jù)步驟8)的計算結(jié)果，利用蘑菇采摘裝置對采摘區(qū)域 的蘑菇進行采摘。2. 根據(jù)權利要求1所述的蘑菇自動采摘檢測控制方法，其特征在于:所述蘑菇采摘系統(tǒng) 還包括壓力氣體發(fā)生器(41)和負壓發(fā)生器(43)，所述蘑菇采摘裝置包括吸盤(46)，所述壓 力氣體發(fā)生器(41)連接所述負壓發(fā)生器(43)的入口，所述吸盤(46)連接所述負壓發(fā)生器 (43)的出口。3. 根據(jù)權利要求2所述的蘑菇自動采摘檢測控制方法，其特征在于:所述吸盤(46)為 真空波紋吸盤。4. 根據(jù)權利要求2所述的蘑菇自動采摘檢測控制方法，其特征在于:所述吸盤(46)包括 多種不同尺寸的吸盤。5. 根據(jù)權利要求2所述的蘑菇自動采摘檢測控制方法，其特征在于:所述蘑菇采摘系統(tǒng) 還包括控制閥（44)，所述負壓發(fā)生器(43)和吸盤(46)之間設置有控制閥（44)。6. 根據(jù)權利要求1所述的蘑菇自動采摘檢測控制方法，其特征在于:所述蘑菇采摘系統(tǒng) 還包括自動行走機構(gòu)，所述自動行走機構(gòu)包括X方向?qū)к墸? )、Y方向?qū)к墸?)和Z方向?qū)к?(3)，所述Y方向?qū)к墸?)設置在蘑菇的正上方，所述X方向?qū)к墸?)設置在Y方向?qū)к墸?)上， 所述Z方向?qū)к?3)設置在所述X方向?qū)к墸?)上，所述蘑菇采摘裝置設置在所述Z方向?qū)к?(3)上。7. 根據(jù)權利要求6所述的蘑菇自動采摘檢測控制方法，其特征在于:所述自動行走機構(gòu) 還包括旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)設置在所述Z方向?qū)к?3)上，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向與Z 方向?qū)к?3)垂直。8. 根據(jù)權利要求1所述的蘑菇自動采摘檢測控制方法，其特征在于:利用待采摘蘑菇的 最高點替代步驟7)中待采摘蘑菇中心位置，其中，待采摘蘑菇的最高點坐標利用步驟6)中 第一圖像或第二圖像中待采摘蘑菇在水平方向上的中心位置坐標P計算得到，包括以下步 驟： 一、 以待采摘蘑燕在水平方向上的中心位置坐標P為中心，r為半徑畫圓，確定計算最高 點坐標的計算范圍； 二、 根據(jù)下式計算步驟一中不同點的深度Zi:其中，ZiS步驟一的計算范圍中的點的深度，f為第一相機和第二相機的鏡頭焦距，T為 第一相機和第二相機鏡頭光軸之間的距離，XI和X2分別為計算范圍中的點在第一圖像和第 二圖像上的X軸坐標； 三、 根據(jù)步驟二中的計算結(jié)果，得到計算范圍內(nèi)深度最小的點即為待采摘蘑菇的最高 點。9. 根據(jù)權利要求8所述的蘑菇自動采摘檢測控制方法，其特征在于:步驟一中所述半徑 r為0.3R-0.4R，其中，待采摘蘑菇的半徑為R。
【文檔編號】A01D46/00GK105865345SQ201610412748
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】張樂年, 肖榮, 翁建國, 袁興, 吳主峰, 徐大保, 王李蘇
【申請人】南京大樹智能科技股份有限公司