[发明专利]一种玉米抽雄作业的目标三维位置获取方法

说明书

本发明涉及智慧农业技术领域，具体地说，涉及一种玉米抽雄作业的目标三维位置获取方法。包括对目标物拍照、图像识别模块识别出玉米雄蕊的二维位置、抽雄执行机构移动到二维位置处下移、激光对管下移确定玉米雄蕊的高度信息以获取其三维位置、执行机构下移到最佳位置、抽雄执行机构执行动作、依次重复上述步骤，直至完成玉米大田的全部玉米去雄工作等步骤。本发明设计快速、准确获取玉米雄蕊的三维位置并使用机械臂全自动地完成去雄作业，与其适配的装置整体结构简单、操作方法便捷；可以有效提高操作精准度，缩短用时，提高作业效率、降低使用成本，适应于小目标物，具有良好的应用扩展性，且可以有效提高抽净率，并提高制种玉米的经济效益。

技术领域

本发明涉及智慧农业技术领域，具体地说，涉及一种玉米抽雄作业的目标三维位置获取方法。

背景技术

目前大田玉米都以杂交玉米为主，杂交玉米种子是由父本和母本杂交获得，但因为玉米是雌雄同株体，因此需要在母本开花前，将其雄蕊去除，即为去雄作业。去雄作业的效果直接影响种子品质，在玉米制种领域是最关键的环节之一。目前玉米去雄以人工去雄为主，机械去雄为辅。其中人工去雄对劳动力依赖度较高，且效率较低；而传统机械去雄存在抽净率低的问题(抽净率：已被抽取的雄蕊占作业地块雄蕊总数的比率)。

中国发明公开号为201911404383.8的专利公开了目标物三维定位方法与装置，该专利需使用专业建模设备对目标物进行建模，再使用摄像机拍摄的图像进行4次映射得到目标物的三维位置；然而该专利所述的方案需要摄像机位置固定，还需要专业的计算机建模软件对目标物进行建模，建模耗时长，应用领域局限性较大，不适于应用在移动机械上对目标物进行三维位置的即时确定。中国发明公开号为201811038446.8的专利公开了一种基于视觉测量动态物体三维坐标的装置，该专利采用水平摄像头和垂直摄像头拍摄并计算物体三维坐标；但是仅凭两路摄像头图像确定三维坐标，对目标物的特征要求较高，且需要摄像头角度固定，对摄像头的垂直和水平精准度要求较高，对于玉米雄蕊等遮挡物较多且不易水平拍摄的目标物，该方案并不适用。中国发明公开号为202110299442.0的专利公开了基于毫米波雷达与单目相机的三维目标检测系统及方法，该专利采用单目相机获取目标特征，毫米波雷达获取物体深度信息，从而获得物体的三维位置信息；虽然采用毫米波雷达结合单目相机确定目标物三维信息的方式较为精准，但是需要目标物具备表面积大、特征明显等要求，例如：起伏的地面、房屋等效果较好，对于玉米雄蕊、电线、棉花花苞等细小、尖锐物体的识别能力较差。

然而，目前却没有结构简单且能应用于玉米抽雄作业的目标三维位置获取的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玉米抽雄作业的目标三维位置获取方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供了一种玉米抽雄作业的目标三维位置获取方法，包括如下步骤：

S1、图像采集设备依次对目标物进行连续的拍照；

S2、图像识别模块接收目标照片并识别出玉米雄蕊在照片中的二维位置；

S3、抽雄执行机构根据该玉米雄蕊的二维位置，移动到该二维位置处，同时向下移动；

S4、随着激光对管的下移，当激光对管的激光被玉米雄蕊遮挡即可确定玉米雄蕊的高度信息，从而获取玉米雄蕊的三维位置；

S5、根据玉米品种，执行机构再下移一定距离，直到预设的最佳抽取位置；

S6、抽雄执行机构开始执行抽雄动作，夹紧目标物并抽出，完成一次完整的玉米去雄工作；

S7、无人车移动平台按照预设程序向前/后移动，同时依次重复上述步骤S1～S6的过程，直至完成玉米大田的全部玉米去雄工作。

作为本技术方案的进一步改进，所述S5中，执行机构下移到预设的最佳抽取位置的具体方法包括如下步骤：