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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明公开了一种基于机器人的小麦种子表型信息获取方法。本发明包括以下步骤：首先在机械臂末端安装有负压抓取机构，构建负压抓取机构的吸嘴压缩‑力学模型；然后利用相机拍摄料盘上的待检测小麦种子，获得小麦种子图像并检测获得当前小麦种子的长宽及位置信息；然后将负压抓取机构在种子中心点上方竖直向下移动至预设高度，采集预设高度下负压吸嘴处压力传感器的数值；进而计算获得小麦种子的高度；由当前小麦种子的长宽以及高度组成小麦种子表型信息。本发明通过机器人的运动控制算法和多传感器的配合，可以实现物料的可靠抓取和长宽高三维表型信息获取，解决了基于相机的机械臂只能获取二维图像信息的不足，提升应用场景的普适性。

主权项：1.一种基于机器人的小麦种子表型信息获取方法，其特征在于，方法包括以下步骤：步骤1：机械臂末端安装有负压抓取机构，构建负压抓取机构的吸嘴压缩-力学模型；步骤2：利用相机拍摄料盘上的待检测小麦种子，获得小麦种子图像，再将小麦种子图像输入到深度学习网络模型中，检测获得当前小麦种子的长宽及位置信息；步骤3：根据当前小麦种子的位置信息，驱动负压抓取机构到达当前小麦种子的上方；步骤4：将负压抓取机构竖直向下移动至预设高度，采集预设高度下负压吸嘴处压力传感器的数值；步骤5：根据预设高度下的负压抓取机构处压力传感器的数值和负压抓取机构的吸嘴压缩-力学模型计算获得吸嘴压缩高度，结合预设高度计算获得当前小麦种子的高度；步骤6：由当前小麦种子的长宽以及高度组成小麦种子表型信息；所述负压抓取机构包括安装件1、机器人安装座2、负压吸嘴3和驱动机构7；机器人安装座2通过安装件1与机械臂末端固定连接，机器人安装座2中安装有负压吸嘴3和驱动机构7，驱动机构7与负压吸嘴3相连，驱动机构7的驱动，控制负压吸嘴3绕自身的旋转轴旋转；所述负压吸嘴3包括气管6、套筒31、轴承32、轴套33、密封环34、上连接轴35、空心压力传感器36、下连接轴37、压紧弹簧38和活动吸管39；套筒31固定安装在机器人安装座2中，套筒31的上部与气管6连通，上连接轴35的上部通过轴承32同轴安装在套筒31内，上连接轴35的下部伸出机器人安装座2并且上连接轴35的下部外套设有第二齿轮，第二齿轮与驱动机构7连接；上连接轴35的下部中安装有空心压力传感器36，空心压力传感器36下安装有下连接轴37，下连接轴37中安装有活动吸管39，活动吸管39在下连接轴37内上下运动，活动吸管39外设置有凸起缘，凸起缘上的活动吸管39外套设有压紧弹簧38，压紧弹簧38的一端与下连接轴37的下端面接触，压紧弹簧38的另一端与凸起缘接触；套筒31、上连接轴35、空心压力传感器36、下连接轴37和活动吸管39均中空设置；所述步骤1中，负压抓取机构的吸嘴压缩-力学模型的公式如下： 式中，Fs为吸嘴末端下压力；θ为活动吸管39末端接触点的切线与水平线夹角；fs为活动吸管39与下连接轴37的动擦力；Fms为活动吸管39的重力；Ftan为压紧弹簧38的弹力；μxz为活动吸管39与下连接轴37的静摩擦系数；Fzc为活动吸管39与下连接轴37水平方向的支持力；k为压紧弹簧38的弹性系数；Δxtan为压紧弹簧38的变形量。

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