植被距离测量方法及装置，和植被修剪装置制造方法及图纸

本公开提供一种植被修剪方法及装置，和植被修剪装置，其中，所述方法包括：利用面阵激光雷达采集当前与植被顶部或侧面之间的距离信息，得到距离信息矩阵；对所述距离信息矩阵进行降维操作，并按照预设的分度值对降维后的距离信息矩阵中的元素取整后进行线性化排列，得出距离直方图，所述距离直方图的横纵轴分别为点数和距离值；基于距离直方图得出当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。本公开提供的技术方案采用的算法简单，不受场景限制，即使面对复杂场景的容错率也较高。对复杂场景的容错率也较高。对复杂场景的容错率也较高。

【技术实现步骤摘要】
植被距离测量方法及装置，和植被修剪装置


[0001]本公开涉及自动控制
，尤其涉及一种植被距离测量方法、一种植被距离测量装置，以及一种植被修剪装置。

技术介绍

[0002]随着社会发展、科技不断进步，智能机械逐渐走入人们视野，用于提升机械化水平，解放社会生产力。目前的园艺修剪逐渐从全部依赖人工手动修剪转化为机械辅助修剪，甚至出现了自动化修剪装置。
[0003]然而，机械辅助修剪装置仍然摆脱不了人工，需要园艺工人操控装置的修剪方向和距离，精度无法保证；自动化修剪装置虽然可以脱离人工控制，但是其测量精度与算法复杂程度成正比，能够满足测量精度的算法十分复杂，并且场景受限，面对复杂场景的容错率低。

技术实现思路

[0004]为了至少部分解决现有技术中自动化修剪装置存在的算法复杂、场景受限及面对复杂场景容错率低的技术问题而完成了本公开。
[0005]根据本公开的一方面，提供一种植被距离测量方法，包括：
[0006]利用面阵激光雷达采集当前与植被顶部或侧面之间的距离信息，得到距离信息矩阵；
[0007]对所述距离信息矩阵进行降维操作，并按照预设的分度值对降维后的距离信息矩阵中的元素取整后进行线性化排列，得出距离直方图，所述距离直方图的横纵轴分别为点数和距离值；
[0008]基于距离直方图得出当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。
[0009]可选地，所述基于距离直方图得出当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值，包括：
[0010]选取所述距离直方图中的定点拟合成曲线；
[0011]判断所述曲线是否满足高斯分布；
[0012]若所述曲线满足高斯分布，则将所述距离直方图中点数最多的距离值作为当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。
[0013]可选地，所述基于距离直方图得出当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值还包括：
[0014]若所述曲线不满足高斯分布，则使用三角补偿法对所述曲线进行补偿；
[0015]计算经过补偿后的曲线的中心索引值，将其作为当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。
[0016]或者，所述基于距离直方图得出当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值还包括：
[0017]若所述曲线不满足高斯分布，则再次利用面阵激光雷达连续采集若干次与植被顶部或侧面之间的距离信息以得出对应的若干条拟合曲线；
[0018]使用三角补偿法分别对拟合得到的所有曲线进行补偿，并计算所有经过补偿后曲线的中心索引值；
[0019]对所有经过补偿后曲线的中心索引值求平均，并将均值作为当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。
[0020]可选地，所述分度值为1cm。
[0021]根据本公开的另一方面，提供一种植被距离测量装置，包括：
[0022]采集模块，其设置为利用面阵激光雷达采集当前与植被顶部或侧面之间的距离信息，得到距离信息矩阵；
[0023]第一处理模块，其设置为对所述距离信息矩阵进行降维操作，并按照预设的分度值对降维后的距离信息矩阵中的元素取整后进行线性化排列，得出距离直方图，所述距离直方图的横纵轴分别为点数和距离值；以及，
[0024]第二处理模块，其设置为基于距离直方图得出当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。
[0025]可选地，所述第二处理模块包括：
[0026]拟合单元，其设置为选取所述距离直方图中的定点拟合成曲线；
[0027]判断单元，其设置为判断所述曲线是否满足高斯分布；以及，
[0028]确定单元，其设置为在所述判断单元的判断结果为所述曲线满足高斯分布时，将所述距离直方图中点数最多的距离值作为当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。
[0029]可选地，所述第二处理模块还包括：
[0030]第一补偿单元，其设置为在所述判断单元的判断结果为所述曲线不满足高斯分布时，使用三角补偿法对所述曲线进行补偿；以及，
[0031]第一计算单元，其设置为计算经过补偿后的曲线的中心索引值；
[0032]所述确定单元还设置为，将所述第一计算单元得出的中心索引值作为当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。
[0033]可选地，在所述判断单元的判断结果为所述曲线不满足高斯分布时，所述采集模块、所述第一处理模块以及所述第二处理模块的选取单元协同工作再次利用面阵激光雷达连续采集若干次与植被顶部或侧面之间的距离信息以得出对应的若干条若干拟合曲线；
[0034]所述第二处理模块还包括：
[0035]第二补偿单元，其设置为使用三角补偿法分别对拟合得到的所有曲线进行补偿；
[0036]第二计算单元，其设置为计算所有经过补偿后曲线的中心索引值，并对所有经过补偿后曲线的中心索引值求平均得到均值；
[0037]所述确定单元还设置为，将所述第二计算单元得出的均值作为当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。
[0038]根据本公开的又一方面，提供一种植被修剪装置，包括：运载设备，以及设置于其上的处理设备和至少一组面阵激光雷达与可伸缩修剪设备；同组面阵激光雷达与修剪设备位于所述运载设备的同侧，并且在行进方向上，面阵激光雷达与修剪设备设置在所述运载设备的左侧、右侧和底部中的至少一面上；
[0039]所述面阵激光雷达用于连续多次采集与植被顶部或侧面之间的距离信息；所述处理设备包括控制器及前述植被距离测量装置，其中所述植被距离测量装置用于根据所述面阵激光雷达多次采集到的距离信息分别得出当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值；所述控制器用于根据所述实际距离值得出所述修剪设备的伸缩距离，并按照所述伸缩距离控制所述修剪设备进行相应的伸缩后使其在所述运载设备的带动下沿预设轨迹行进的同时完成对植被的修剪。
[0040]本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0041]本公开提供的植被距离测量方法及装置，利用面阵激光雷达采集植物距离信息并得到距离信息矩阵，再转换成距离直方图，然后基于距离直方图得出当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值，该距离值能够反映真实的植被距离值；本公开提供的植被修剪装置中的控制器根据所述实际距离值得出修剪设备的伸缩距离，并按照所述伸缩距离控制修剪设备进行相应的伸缩后使其在所述运载设备的带动下沿预设轨迹行进的同时完成对植被的修剪，实现了植被自动化修剪，并且采用的算法简单，不受场景限制，即使面对复杂场景的容错率也较高。
[0042]本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0043]附图用来提供对本公开技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。
[0044]图1为本公开实施例提供的植被距离测量方法的流程示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植被距离测量方法，其特征在于，包括：利用面阵激光雷达采集当前与植被顶部或侧面之间的距离信息，得到距离信息矩阵；对所述距离信息矩阵进行降维操作，并按照预设的分度值对降维后的距离信息矩阵中的元素取整后进行线性化排列，得出距离直方图，所述距离直方图的横纵轴分别为点数和距离值；基于距离直方图得出当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于距离直方图得出当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值，包括：选取所述距离直方图中的定点拟合成曲线；判断所述曲线是否满足高斯分布；若所述曲线满足高斯分布，则将所述距离直方图中点数最多的距离值作为当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：若所述曲线不满足高斯分布，则使用三角补偿法对所述曲线进行补偿；计算经过补偿后的曲线的中心索引值，将其作为当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：若所述曲线不满足高斯分布，则再次利用面阵激光雷达连续采集若干次与植被顶部或侧面之间的距离信息以得出对应的若干条拟合曲线；使用三角补偿法分别对拟合得到的所有曲线进行补偿，并计算所有经过补偿后曲线的中心索引值；对所有经过补偿后曲线的中心索引值求平均，并将均值作为当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分度值为1cm。6.一种植被距离测量装置，其特征在于，包括：采集模块，其设置为利用面阵激光雷达采集当前与植被顶部或侧面之间的距离信息，得到距离信息矩阵；第一处理模块，其设置为对所述距离信息矩阵进行降维操作，并按照预设的分度值对降维后的距离信息矩阵中的元素取整后进行线性化排列，得出距离直方图，所述距离直方图的横纵轴分别为点数和距离值；以及，第二处理模块，其设置为基于距离直方图得出当前与植被顶部或侧面之间的实际距离值。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块包括：拟合单元，其设置为选取所述距离直方图中的定点拟合成曲线；判断单元，其设置为判断所述曲线是否满足高斯分...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰陌，陈亚楠，韩莹莹，
申请(专利权)人：中国联合网络通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：