[发明专利]一种基于高精度机械臂结构光成像的作物籽粒三维性状测量方法

权利要求书

1.一种基于高精度机械臂结构光成像的作物籽粒三维性状测量方法，分为结构光扫描模块、点云数据分析模块和机械臂控制模块。结构光扫描模块包括结构光扫描仪(1)、纹理相机(2)、扫描仪夹具(3)、高精度机械臂(4)、载物平台(5)；点云数据分析模块包括采用Wiiboox Reeyee-Pro软件获取拼接原始点云，结合PCL点云处理技术获取作物籽粒的长、宽、厚、体积、表面积、生成籽粒三维模型；控制模块包括基于小型工控机和机械臂控制柜控制，实现机械臂控制结构光扫描和参数测量的智能控制。

2.根据权利要求1所述的结构光扫描仪模块，其特征在于：首先要进行标定，开始扫描前调试不同的曝光亮度，找到对比度最好的亮度值，用于获取尽可能多的点云数据。将作物籽粒平铺于载物台，通过控制机械臂的移动调整扫描仪的扫描角度进行扫描，将不同角度的点云数据进行拼接获取完整的点云数据，最高程度地保证作物籽粒的完整度，点云模型也更加清晰。通过记录测试时机械臂扫描时的位姿，用控制软件设定机械臂在各个扫描角度时的工作路径点，让其根据路径点依次做轨迹运动并进行扫描，实现对作物籽粒的自动化、批量扫描处理。

3.根据权利要求1所述的点云数据分析模块，其特征在于：结合结构光扫描的作物籽粒点云数据，通过PCL库对籽粒进行分割，并提取分割后的点云特征，计算长、宽、厚、体积、表面积等表型信息以及生成籽粒三维模型。该点云数据分析模块相比现有的作物籽粒测量手段具有更好的品种适应性，数据精确性和效率高效性。

4.根据权利要求1所述的结构光扫描和机械臂控制模块，其特征在于：结构光扫描仪通过夹具与机械臂法兰相连，用于控制扫描仪工作位置与角度，机械臂同时与控制柜相连，实现通讯；小型工控机分别与控制柜和结构光扫描仪相连，同时控制机械臂的运动和结构光扫描仪，记录机械臂的工作路径点，通过控制软件实现特定的路径规划，能够自动、批量地采集作物籽粒点云数据，并进行点云的处理，显示以及结果的存储。