【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及坚果青皮果成像定位，尤其涉及一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法。
技术介绍
1、澳洲坚果的采收一般有人工手动采收和机械震动采收法。人工采收是在果实成熟时，采用果钩逐个将总苞剥落。使用机械采收时，采收前两周对果树喷施乙烯利催熟，然后用机械震动枝干，使熟果掉落，用乙烯利会导致叶片早期脱落，会影响果树的生长，并影响次年的产量。目前国内多是采用机械震动的方法，或者用机械手进行辅助采收，但是机械手采摘都不具备对坚果青皮果进行自动定位和识别的功能，采摘效率低，速度慢，效果不好。
2、由于坚果青皮果的颜色与树叶的颜色非常像，在使用图像识别时，很难进行识别，由于果实和树叶颜色相近，加大了识别的难度，无法精准的识别出坚果青皮果的位置，使得使用机械手采摘带来很大的困难，效率低。因此，需要设计一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，解决现有坚果青皮果难识别，定位不精准的技术问题。该方法实现对坚果青皮果精准快速定位，为使用机械手采摘提供坚果青皮果识别与位置定位。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，所述方法包括如下步骤：
4、步骤1：设置激光雷达的纵向与横向移动装置；
5、步骤2：激光雷达安装在采摘机上来到坚果树前，激光雷达初次获取坚果范围的初始三维图像；
6、步骤
7、步骤4：将框定区域构建三维立体坐标系，设定识别中心点，然后为坚果树所有的点进行坐标标注；
8、步骤5：激光雷达在纵向与横向移动装置上移动，每移动一个点后进行暂停，激光雷达扫描得到一个方向立体图像，然后获取所有的三维图像进行汇总得到坚果树不同方向的三维立体图像集；
9、步骤6：将所有的三维立体图像集进行融合得到不同方向的坚果树三维立体坐标数据集；
10、步骤7：然后从坚果树三维立体坐标数据集找出所有坚果形状的位置，并将坚果的三维位置点输出，实现对坚果的成像定位。
11、进一步地，步骤1中：纵向与横向移动装置包括横向滑杆和纵向滑杆，横向滑杆和纵向滑杆十字交叉设置，激光雷达上设置有移动轮装置，移动轮装置可以在横向滑杆与纵向滑杆之间切换移动，同时移动轮装置上设置有定时移动控制装置，定时移动控制装置用于控制移动轮装置移动速度、移动位置和停留的时间，定时移动控制装置分别与激光雷达和外部的采摘机连接，用于接收移动控制信号和通知激光雷达扫描。
12、进一步地，步骤2中，激光雷达获取初始三维图像时，采摘机使用激光雷达进行高度识别，然后确定坚果青皮果树的高度，采摘机将纵向与横向移动装置的中心对准坚果青皮果树的中间位置，激光雷达停在纵向与横向移动装置的横向滑杆与纵向滑杆的交汇处，激光雷达开始扫描坚果青皮果树的初次三维立体图像数据，并将获取的初次三维立体图像作为坚果青皮果定位位置图。
13、进一步地，步骤3中，对初始三维图像进行框定时，使用方框进行框定，然后方框的四边均是贴近坚果青皮果树的边缘，然后从坚果青皮果树三维图像中获取边缘若干个点和三个内部中点作为特征识别点，特征识别点作为后续若个图像融合一起的基准点，在融合时通过将每个三维图像中与特征识别点相同或者相似的点作为重合点贴合在一起，使得所有三维图像融合时能够保证对应坐标点对应。
14、进一步地，步骤4中，建立一个三维坐标系，然后将框定的三维图像的左下角为原点，给三维图像上的每个点进行对应标注三维坐标数据，将最前端的x轴和y轴平面的内部中心点作为识别中心点，识别中心点也同时作为图像融合的基准重合点。
15、进一步地，步骤5中，激光雷达先在从横向滑杆与纵向滑杆交汇处开始移动，先往纵向滑杆上半部分移动，每移动固定位置后，进行暂停，然后通知激光雷达扫描坚果青皮果树的一个三维立体图像，扫描完后，再网上移动固定位置，然后扫描，直到运动到顶部后再返回到横向滑杆与纵向滑杆交汇处，然后再往下移动和扫描得到竖向移动的若干个三维立体图像，激光雷达再回到横向滑杆与纵向滑杆交汇处，再依次往两边移动和扫描得到横向移动的若干个三维立体图像，将竖向移动的若干个三维立体图像和横向移动的若干个三维立体图像汇总得到三维立体图像集。
16、进一步地，步骤6中，将三维立体图像集中的每个图像贴合融合到初始三维图像中，其中融合时，首先作为若干层融合图像，每个图像相互遮挡处相互不影响，然后再进行每层图像标注三维坐标数据集。
17、进一步地，步骤7中，识别每一层三维图像中的坚果青皮果模型图，然后将坚果青皮果模型图的位置坐标进行收集，将所有层图像中的坚果青皮果模型图的位置坐标汇总得到坚果形状的位置集合坐标，然后再把每一层图像与位置集合坐标对比，当一个层的图像与位置集合坐标重合位置出现的不是坚果青皮果模型图时，将该层区域的图像进行删除，依次处理所有层次的图像，实现把遮挡坚果树叶和树枝进行去除，然后把所有图像进行二次完全融合得到坚果模型图的位置点，实现了将遮挡的树叶或者树枝记性滤除，坚果位置定位更加精准。
18、本专利技术由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
19、本专利技术通过移动激光雷达的位置，实现不同方位对坚果青皮果进行成像，实现了不同方位的角度进行识别坚果的形状，可以有效的避免由于正前方的树叶或者树枝的遮挡使得无法识别出坚果，实现成像定位更加的有效和精准，同时在识别后，通过图像的融合把遮挡的树叶或者树枝部分进行删除，使得后面的坚果可以直接裸露出现，实现遮挡物自动滤除，同时坚果的位置不会发生位置的变为，使得在使用机械手采摘的时候更容易定位。
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1.一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，其特征在于：步骤1中：纵向与横向移动装置包括横向滑杆和纵向滑杆，横向滑杆和纵向滑杆十字交叉设置，激光雷达上设置有移动轮装置，移动轮装置可以在横向滑杆与纵向滑杆之间切换移动，同时移动轮装置上设置有定时移动控制装置，定时移动控制装置用于控制移动轮装置移动速度、移动位置和停留的时间，定时移动控制装置分别与激光雷达和外部的采摘机连接，用于接收移动控制信号和通知激光雷达扫描。
3.根据权利要求2所述的一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，其特征在于：步骤2中，激光雷达获取初始三维图像时，采摘机使用激光雷达进行高度识别，然后确定坚果青皮果树的高度，采摘机将纵向与横向移动装置的中心对准坚果青皮果树的中间位置，激光雷达停在纵向与横向移动装置的横向滑杆与纵向滑杆的交汇处，激光雷达开始扫描坚果青皮果树的初次三维立体图像数据，并将获取的初次三维立体图像作为坚果青皮果定位位置图。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光雷
5.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，其特征在于：步骤4中，建立一个三维坐标系，然后将框定的三维图像的左下角为原点，给三维图像上的每个点进行对应标注三维坐标数据，将最前端的X轴和Y轴平面的内部中心点作为识别中心点，识别中心点也同时作为图像融合的基准重合点。
6.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，其特征在于：步骤5中，激光雷达先在从横向滑杆与纵向滑杆交汇处开始移动，先往纵向滑杆上半部分移动，每移动固定位置后，进行暂停，然后通知激光雷达扫描坚果青皮果树的一个三维立体图像，扫描完后，再网上移动固定位置，然后扫描，直到运动到顶部后再返回到横向滑杆与纵向滑杆交汇处，然后再往下移动和扫描得到竖向移动的若干个三维立体图像，激光雷达再回到横向滑杆与纵向滑杆交汇处，再依次往两边移动和扫描得到横向移动的若干个三维立体图像，将竖向移动的若干个三维立体图像和横向移动的若干个三维立体图像汇总得到三维立体图像集。
7.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，其特征在于：步骤6中，将三维立体图像集中的每个图像贴合融合到初始三维图像中，其中融合时，首先作为若干层融合图像，每个图像相互遮挡处相互不影响，然后再进行每层图像标注三维坐标数据集。
8.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，其特征在于：步骤7中，识别每一层三维图像中的坚果青皮果模型图，然后将坚果青皮果模型图的位置坐标进行收集，将所有层图像中的坚果青皮果模型图的位置坐标汇总得到坚果形状的位置集合坐标，然后再把每一层图像与位置集合坐标对比，当一个层的图像与位置集合坐标重合位置出现的不是坚果青皮果模型图时，将该层区域的图像进行删除，依次处理所有层次的图像，实现把遮挡坚果树叶和树枝进行去除，然后把所有图像进行二次完全融合得到坚果模型图的位置点，实现了将遮挡的树叶或者树枝记性滤除，坚果位置定位更加精准。
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，其特征在于：步骤1中：纵向与横向移动装置包括横向滑杆和纵向滑杆，横向滑杆和纵向滑杆十字交叉设置，激光雷达上设置有移动轮装置，移动轮装置可以在横向滑杆与纵向滑杆之间切换移动，同时移动轮装置上设置有定时移动控制装置，定时移动控制装置用于控制移动轮装置移动速度、移动位置和停留的时间，定时移动控制装置分别与激光雷达和外部的采摘机连接，用于接收移动控制信号和通知激光雷达扫描。
3.根据权利要求2所述的一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，其特征在于：步骤2中，激光雷达获取初始三维图像时，采摘机使用激光雷达进行高度识别，然后确定坚果青皮果树的高度，采摘机将纵向与横向移动装置的中心对准坚果青皮果树的中间位置，激光雷达停在纵向与横向移动装置的横向滑杆与纵向滑杆的交汇处，激光雷达开始扫描坚果青皮果树的初次三维立体图像数据，并将获取的初次三维立体图像作为坚果青皮果定位位置图。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，其特征在于：步骤3中，对初始三维图像进行框定时，使用方框进行框定，然后方框的四边均是贴近坚果青皮果树的边缘，然后从坚果青皮果树三维图像中获取边缘若干个点和三个内部中点作为特征识别点，特征识别点作为后续若个图像融合一起的基准点，在融合时通过将每个三维图像中与特征识别点相同或者相似的点作为重合点贴合在一起，使得所有三维图像融合时能够保证对应坐标点对应。
5.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的坚果青皮果成像定位方法，其特征在于：步骤4中，建立一个三维坐标系，然后将框定的三维图像的左下角为原点，给三...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄孝平，吴世贵，黄文哲，周红锴，王守峰，韦义宏，江文锋，
申请(专利权)人：桂林理工大学南宁分校，
类型：发明
国别省市：
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