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龙图腾网获悉石河子大学申请的专利一种基于点云图像联合的辣椒收获机运动参数控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117063714B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310714807.0，技术领域涉及：A01D46/30；该发明授权一种基于点云图像联合的辣椒收获机运动参数控制方法是由秦新燕;程晨铭;雷金;张昕煜;王炳棚;贾文兴;翟志远设计研发完成，并于2023-06-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于点云图像联合的辣椒收获机运动参数控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于点云图像联合的辣椒收获机运动参数控制方法。该方法包括如下步骤:①雷达和摄像头的时空标定，数据采集平台的搭建及图像、点云数据的预处理；②通过点云获取收获机前方的实时辣椒数量和辣椒植株的冠层到土壤的平均高度；通过图像获取收获机前方的割幅宽度和辣椒果实占比；通过点云图像联合获取辣椒果实所处的综合最低位置，③辣椒收获机实时运动参数获取④基于辣椒果实所处的综合最低位置和改进的BP神经网络模型预测的下一时刻喂入量的预测值，采用模糊PID控制方法控制实时滚筒转速、作业速度和滚筒高度。该控制方法能够根据辣椒植株的高矮、密度、辣椒的长势和位置分布对收获机运动参数进行实时的控制。

本发明授权一种基于点云图像联合的辣椒收获机运动参数控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于点云图像联合的辣椒收获机运动参数控制方法，其特征在于，包括以下步骤： S1从固定安装在收获机驾驶室顶部上的激光雷达和摄像头获取待采区域辣椒植株的激光点云数据和图像数据； S2采用一种基于频率自匹配的多源传感器时间同步的方法使摄像头和激光雷达实现时间上的同步，后在时间同步的基础上使用联合标定的方法实现空间上的同步，处理后能使点云数据和图像数据在时空上都同步；对摄像头采集点云数据和图像数据进行去噪和增强处理，减少非作业区域的面积，降低噪点，提高系统的运行速度，对雷达采集的点云数据进行坐标系变换，使处理后的点云数据与图像数据的ROI区域相同；最后得到图像像素坐标系与激光雷达坐标系的转换关系、激光雷达坐标系与车辆坐标系的转换关系、车辆坐标系与大地坐标系的转换关系； S3通过处理后的激光点云数据获取辣椒收获机前方待采区域实时的辣椒植株数量n和辣椒植株冠层到土壤的平均高度L； S4通过处理后的图像获取辣椒收获机前方待采区域实时割幅宽度w和辣椒果实占比p； S5通过点云与图像联合的方法获取待采区域辣椒果实所处的综合最低位置； S6采用霍尔传感器测量采摘滚筒的实时转速N，传感器探头分别对称固定安装在滚筒轴左右两端上，磁钢分别固定于左右两边的弹齿安装板上；导航测速系统对收获机的实时作业速度V0进行测量，安装于辣椒收获机的驾驶室顶部；滚筒高度传感器安装于滚筒支撑轴两侧上用于获取滚筒的实时高度，滚筒高度传感器为超声波传感器； S7通过改进的BP神经网络模型预测辣椒植株密度q，其中辣椒植株的数量n、割台高度H、辣椒植株群冠层到土壤的平均高度L、辣椒果实占比p作为改进的BP神经网络的输入，固定面积下的总质量m作为BP神经网络的输出，根据总质量m，通过公式计算植株密度q，进一步计算下一时刻喂入量的预测值， 植株密度计算公式： 其中：m为BP神经网络的预测规定面积下的总质量，s’为处理的实际面积， 喂入量的计算公式： Q＝wvq 其中：Q为喂入量的预测值，w为割幅宽度，v收获机的作业速度； S8根据喂入量的预测值对滚筒的转速和辣椒收获机作业速度进行控制，根据辣椒果实所处的综合最低位置对割台的高度进行控制，控制方法均采用模糊PID控制； 所述的获取待采区域辣椒果实所处的综合最低位置，是通过得到的辣椒植株的二值化图像进行像素点的扫描检测，得到辣椒植株图像中所处最下层的辣椒果实的辣椒像素坐标集合后，先通过图像像素坐标与激光雷达坐标的转换关系得到对应的激光雷达坐标点集合，再通过激光雷达坐标与大地坐标的转换关系得到对应的大地坐标点集，最后通过计算大地坐标点集的点的Z坐标值的平均值作为辣椒果实所处的综合最低位置； 所述的对作业速度控制，是根据滚筒轴所受扭矩的大小提前设置合理的喂入量范围，当喂入量预测值超过机器的合理的喂入量时则应适当降低速度，当喂入量预测值低于机器的合理的喂入量时则应适当提速，在保证联合收获机作业效率的同时降低机器故障率，目标作业速度的计算公式如下： 其中：V是目标作业速度，V0是测得的收获机的实时作业速度，Q额是收获机的额定喂入量，Q为预测的喂入量。

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