[发明专利]用于苗木盆景的自动修剪方法、修剪设备和自动修剪系统

说明书

本发明公开了一种用于苗木盆景的自动修剪方法，涉及苗木盆景领域，包括：获取苗木盆景的点云数据，并根据点云数据获取苗木盆景的高度、冠幅、目标叶片点云数据与目标枝干点云数据；根据高度、冠幅与目标枝干点云数据获取苗木盆景的骨架结构；通过对骨架结构与目标枝干点云数据进行拟合获取骨干拟合结构；通过拟合目标叶片点云数据中各单片叶片点云数据的叶片外围形状曲线，以重建各单片叶片的曲面；通过骨干拟合结构与重建后的各单片叶片曲面获取苗木盆景的三维模型；根据苗木盆景的三维模型设定预设苗木造型的三维尺寸，根据三维尺寸获取修剪运动指令以修剪苗木盆景，解决了目前自动修剪机修剪不够准确，且修剪的造型也不能够灵活控制的问题。

技术领域

本发明涉及苗木盆景领域，尤其涉及一种用于苗木盆景的自动修剪方法、修剪设备和自动修剪系统。

背景技术

随着经济发展，人们越来越重视城市的绿化和美观，而城市中的花草苗木盆景是维持城市美观的一个重要部分。现阶段，花草苗木盆景的养护主要交由人工，由人工修剪，费时费力成本高，具有审美能力的苗木盆景修剪人员又较难培养，随着人口红利的消失，从事苗木修剪的人员越来越少，而城市中包含了大量需要修剪的苗木盆景，其需要大量的维护工作，因此急需找到合适的方案来解决苗木盆景修剪人员欠缺的问题，同时又保证苗木盆景造型的多变美观。目前，已有一小部分自动修剪机发展了起来，但其修剪不够灵活准确，且修剪的造型也不能够灵活控制(或编辑)。

发明内容

为了解决目前的自动修剪机修剪不够灵活准确，且修剪的造型也不能够灵活控制的问题，本发明提出了一种用于苗木盆景的自动修剪方法，包括步骤：

S01：获取苗木盆景的点云数据，并根据点云数据获取苗木盆景的高度、冠幅、目标叶片点云数据与目标枝干点云数据；

S02：根据高度、冠幅与目标枝干点云数据获取苗木盆景的骨架结构；通过对骨架结构与目标枝干点云数据进行拟合获取骨干拟合结构；

S03：通过拟合目标叶片点云数据中各单片叶片点云数据的叶片外围形状曲线，以重建各单片叶片的曲面；

S04：通过骨干拟合结构与重建后的各单片叶片曲面获取苗木盆景的三维模型；根据苗木盆景的三维模型设定预设苗木造型的三维尺寸，并根据三维尺寸获取修剪运动指令以修剪苗木盆景。

进一步地，所述步骤S01中根据点云数据获取目标叶片点云数据与目标枝干点云数据的具体方法为：

通过K均值聚类算法将点云数据划分为K个簇；

通过随机采样一致性算法将K个簇划分为叶片点云数据、枝干点云数据、叶片与枝干混合点云数据；

通过圆柱拟合方式将叶片与枝干混合点云数据分离为叶片点云数据与枝干点云数据；

通过划分得到的叶片点云数据与分离得到的叶片点云数据获取目标叶片点云数据，通过划分得到的枝干点云数据与分离得到的枝干点云数据获取目标枝干点云数据。

进一步地，所述步骤S01中根据点云数据获取苗木盆景的高度的具体方法为：

通过点云数据获取苗木盆景预设基部范围内各点云的高度值，并获取各点云高度值的平均值为基部平均值；

通过点云数据获取苗木盆景预设顶部范围内各点云的高度值，并获取各点云高度值的平均值为顶部平均值；

获取顶部平均值与基部平均值的差值为苗木盆景的高度。

进一步地，所述步骤S01中根据点云数据获取苗木盆景的冠幅的具体方法为：

通过垂直投影点云数据至预设平面获取其对应的投影点，并获取投影点对应的凸多边形；获取凸多边形上各点之间的距离，并选取距离最大的值为苗木盆景的冠幅。

进一步地，所述步骤S03中重建各单片叶片曲面的具体方法为：