[发明专利]一种传送带式作物表型获取方法、系统及装置

权利要求书

1.一种作物表型获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101、将作物通过传送带传送至预搭建的暗室环境，所述暗室环境内设有LED光源和卤素灯泡光源；

S201、控制机械臂将彩色相机、结构光相机和高光谱相机移动至预设的多个位点组合，并对作物进行图像采集，得到对应位点下的作物色彩信息、三维信息和光谱信息；具体步骤包括：

S2011、将彩色相机、结构光相机和高光谱相机移动至预设位点；

S2012、开启LED光源，并控制彩色相机和结构光相机采集数据，得到作物色彩信息、三维信息；

S2013、采集完成后关闭LED光源，打开卤素灯泡光源，控制高光谱相机采集数据，得到作物光谱信息，并关闭卤素灯泡光源；

S2014、机械臂控制彩色相机、结构光相机和高光谱相机移动至下一个位点，重复步骤S2011-S2013，得到各个机械臂位点下采集到的作物色彩信息、三维信息和光谱信息；

S301、将对应位点下的作物色彩信息、三维信息和光谱信息融合，得到完整作物三维点云，并构建作物生长态势跟踪数据库；具体包括：

S3011、根据相机之间的旋转平移矩阵，将每个机械臂位点下的作物色彩信息、三维信息归一融合到作物光谱信息，得到融合数据；

S3012、根据相机与机械臂末端之间的旋转平移关系，将融合数据转换到机械臂末端坐标系下；

S3013、根据机械臂位点信息，将各个位点下的融合数据统一转换到机械臂基底坐标系下，得到多个初步配准点云数据；

S3014、将多个初步配准点云进行两两ICP迭代配准，得到精确拼接关系；具体包括：

S30141、选取在相机视角为俯视角时的位点采集到的初步配准点云数据为精细配准基础点云，根据判别模型，分割出带有语义的作物器官；

S30142、将其他初步配准点云数据进行分割；

S30143、根据语义信息，分别计算基础点云与其他初步配准点云数据里具有相同语义的器官点云的点的数量；

S30144、选取点的数量差最小的一对器官，将属于基础点云的器官点云作为ICP精确点云配准里的源点云，其他的作为目标点云，进行局部迭代配准，得到精细配准拼接的坐标转换矩阵；

S30145、将精细配准拼接的坐标转换矩阵应用于整个视角点云，得到精确拼接关系；

S3015、将精确拼接关系应用于融合数据进行拼接，得到完整作物三维点云。

2.根据权利要求1所述的作物表型获取方法，其特征在于，还包括：

S401、基于预设标签对完整作物三维点云进行关键表型信息划分，并训练深度学习模型，得到判别模型；

S501、基于判别模型对待测作物进行表型信息划分以及判断表型信息是否完整采集，得到判别结果。

3.根据权利要求2所述的作物表型获取方法，其特征在于，所述将作物通过传送带传送至预搭建的暗室环境这一步骤之前，还包括标定步骤，具体包括：

S001、与彩色相机和结构光相机协同标定，确定LED光源的数量、位置和发光强度；

S002、与高光谱相机协同标定，确定卤素灯泡光源的数量、位置和发光强度；

S003、对彩色相机、结构光相机和高光谱相机的空间关系进行标定。

4.根据权利要求3所述的作物表型获取方法，其特征在于，所述暗室环境上设有黑色吸光布卷帘，所述将作物通过传送带传送至预搭建的暗室环境这一步骤，其具体包括：

S1011、传送带将多株作物依次有序按照固定间隔和固定时间传送进暗室；

S1012、判断到传送带在运行，黑色吸光布卷帘收起；

S1013、判断到传送带停止运行，黑色吸光布卷帘放下，构建暗室环境。