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CN118502442A - 一种设施盆栽表型智能检测系统及应用方法 - Google Patents

一种设施盆栽表型智能检测系统及应用方法 Download PDF

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CN118502442A CN202410674082.1A CN202410674082A CN118502442A CN 118502442 A CN118502442 A CN 118502442A CN 202410674082 A CN202410674082 A CN 202410674082A CN 118502442 A CN118502442 A CN 118502442A
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Abstract

本发明涉及一种设施盆栽表型智能检测系统及应用方法。系统包括表型检测流水线式平台、盆栽自动化调度系统和智能搬运移动机器人。系统能够自动化完成盆栽的表型数据获取、保存及搬运任务。表型检测流水线式平台集成多种成像装置，实现盆栽的精准检测；盆栽自动化调度系统集成Web操作界面、MQTT服务、智能表型检测任务规划模块，用户可进行设备任务调配与设备管理；智能搬运机器人则通过双轮差速驱动、激光雷达和深度相机等技术，实现设施场景环境建图、目标检测与精准搬运。系统通过可调尺寸抱夹装置，确保对不同尺寸盆栽的灵活抓取与搬运。整体系统提升了设施盆栽表型检测的自动化与智能化水平。

Description

一种设施盆栽表型智能检测系统及应用方法
技术领域
本发明涉及智能农业装备、农业生物信息技术、计算机视觉和农作物育苗育种等领域，具体涉及一种设施盆栽表型智能检测系统及应用方法。
背景技术
在现代高通量作物表型检测设施中，为了高效获取植物表型数据，植物被种植在花盆中以便于输送到表型检测单元进行植物表型数据采集。这些检测单元配备了多种传感器设备，以适应不同的表型采集需求。为了确保植物表型采集的准确性，我们通常设计暗室将传感器和采集设施集成在流水线单元内，确保植物能够在适宜的环境条件下培养，并在检测时直接运送到可靠的表型采集设备中。
然而，在不同的检测场景中，盆栽植物的转移过程往往依赖人工搬运或建设长距离的输送线。例如，有些植物表型检测平台系统虽然通过输送线成功将盆栽运送到固定采集位置，但它们仅限于特定尺寸的盆栽作物，并且需要大量的人工转运，这可能导致植物损伤。尽管输送线传输方式在一定程度上减少了人力消耗，但其前期建设成本高昂，空间占用大，对盆栽尺寸有严格限制。有些盆栽搬运机器人虽然能够自动化地码放盆栽，但技术上仍无法与检测设备实现协同工作，并且无法直接将盆栽放置到输送线上。
为了解决这些问题，本发明提出了一种创新的设施表型检测系统。该系统通过自动化的表型检测任务管理系统来规划和管理盆栽植物，并依靠智能搬运移动机器人高效完成表型检测任务。这种方案不仅显著降低了人工和设施建设成本，还优化了温室空间的使用效率，为高通量作物表型检测带来了革命性的变化。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足，提供一种设施盆栽表型智能检测系统及应用方法。本发明要解决的技术问题包括：在设施场景中系统能够高度自主的完成盆栽植物搬运任务及表型检测任务规划和分配；在设施场景中实现盆栽植物精准识别和定位，实现机器人搬运路径微调；在设施场景中适应不同尺寸和种类的盆栽作物的表型检测任务，提高整个系统的灵活性和适应性。
为了解决上述问题，本发明提供了如下技术方案，提出了一种设施盆栽表型智能检测系统及应用方法，具体如下。
一种设施盆栽表型智能检测系统，包括表型检测流水线式平台、盆栽自动化调度系统和智能搬运移动机器人；
所述表型检测流水线式平台，用于实现流水线植物盆栽作物表型数据的获取和保存，包括作物表型成像暗室、流水线式盆栽传输装置、控制装置、表型数据处理系统、表型数据存储库，以及在流水线预定位置设置的多个光电传感器，这些传感器包括雷达装置、光学成像装置、荧光成像装置和高光谱成像装置；
所述盆栽自动化调度系统，用于设施场景下自动化表型检测工作中机器人搬运任务的管理，支持多种表型检测设备和多台搬运机器人的工作调配；该系统包括智能表型检测任务规划模块、MQTT服务模块和Web操作界面；
所述智能搬运移动机器人，用于盆栽的自动化搬运，包括移动机器人平台和可调尺寸的移动抱夹装置；
所述移动机器人平台采用双轮差速的驱动方式，包括遥控器、遥控器接收机、电池、轮毂电机、驱动器、激光雷达、深度相机、机器人控制板和边缘计算卡；所述遥控器接收机连接在所述机器人控制板上，用于接收遥控器数据并转发给机器人控制板，所述驱动器通过CAN总线方式接收机器人控制板的数据，并输出电流控制所述轮毂电机；所述深度相机连接在所述边缘计算卡上，用于采集周围环境图像和深度信息，实时障碍物、盆栽和盆栽编号的检测；所述激光雷达连接在所述边缘计算卡上，用于场景环境的SLAM建图、机器人实时位置信息反馈和目标位置识别；所述机器人控制板通过串口连接与所述边缘计算卡进行通讯；所述边缘计算卡作为数据处理的核心，包含激光雷达建图模块、路径规划模块、深度相机避障模块、盆栽编码识别定位模块、三维空间感知模块、自动充电模块和任务管理模块，负责处理各种传感器数据和执行相应的算法；
所述可调尺寸抱夹装置通过单个伺服电机控制整体的上下运动，通过CAN通讯方式受所述机器人控制板控制，所述可调尺寸抱夹装置包括运动滑台、伺服电机、底座、角度调节装置和末端执行装置，确保能够灵活、准确地抓取和搬运不同尺寸的盆栽。
优选地，所述表型检测流水线式平台根据当前任务实现表型检测功能，通过订阅所述盆栽自动化调度系统的MQTT消息，自动执行当前盆栽检测任务；所述控制装置用于控制所述盆栽传输装置将植物盆栽运输到所述作物表型成像暗室中的光电传感器采集位置，并发送信号到所述表型数据处理系统；所述表型检测流水线式平台根据任务完成情况，自动发送MQTT消息给盆栽自动化调度系统中的智能表型检测任务规划模块；表型数据处理系统控制光电传感器进行数据采集，并将植物表型数据保存在表型数据存储库中，表型数据存储库中的表型数据可供所述盆栽自动化调度系统Web管理界面调取。
优选地，所述盆栽自动化调度系统的智能表型检测任务规划模块，通过MQTT服务器消息获取当前连接设备的运行情况，并根据任务优先级及路径数据信息实现智能化的任务调配；所述Web操作界面包含表型设施管理模块，用户可通过此模块获取场景地图数据，对当前场景地图进行区域划分，自动实现盆栽位置规划并以任务形式发送给智能表型检测模块进行调配；所述Web操作界面可根据用户规划的表型检测任务按照日期及工作量进行任务规划；所述Web操作界面包含状态信息监控模块，可实时监测连接设备的状态数据信息供用户访问；所述Web操作界面包含表型数据查看功能，可获取表型数据库中的表型数据；所述Web操作界面包含异常报警模块，可记录场景中设备运行报警情况，及时提示设备报警状况。
优选地，所述智能搬运移动机器人通过所述机器人控制板控制驱动器，以差速方式驱动双轮毂电机实现差速移动；所述机器人控制板可接收来自用户遥控器的运动数据，或通过串口接收其他来源的运动数据，实现对底盘及附属模块的数据接收及全面控制。
优选地，所述智能搬运移动机器人平台通过边缘计算卡结合激光雷达，实现了基于SLAM的场景地图构建，能够实时回传机器人位置信息；边缘计算卡搭配两台深度相机，通过采集深度相机图片数据，并运用目标检测算法，实现对后双侧视角的障碍物、盆栽及盆栽标签的实时检测；结合OCR技术，实现盆栽标签的识别，并将识别到的标签数据用于地图中盆栽的标注；通过拼接放置在移动平台上可调尺寸移动抱夹装置左右两侧的深度相机所识别的盆栽三维点云数据，得到抱夹侧植物盆栽的三维点云数据；三维空间感知模块进一步将抱夹侧植物盆栽的三维点云数据与激光雷达的点云数据拼接，得到精准的小场景地图，并根据目标盆栽的位置信息微调机器人运动路径，实现了对盆栽的精准抱夹；当检测到障碍物时，结合深度信息确定障碍物的三维空间位置，若机器人与障碍物距离小于5cm，则机器人将停止移动，当停止1分钟且障碍物距离不变时，路径规划模块调整运动路径，确保到达目标盆栽位置。
优选地，所述智能搬运移动机器人通过边缘计算卡实现机器人的任务管理功能；通过订阅MQTT服务器数据机器人能够获取当前所需执行的任务信息，并通过发布MQTT消息上报当前机器人任务情况及机器人底盘状态信息；机器人搭载的路径规划模块，基于场景地图、实时位置信息以及任务目标点和终点位置信息，进行自动路径规划，并通过STM32机器人控制板执行相应的运动指令，确保机器人能够高效、准确地完成任务。
优选地，所述可调尺寸移动抱夹装置包括底座、角度调节装置和末端执行装置；所述角度调节装置安装在所述底座中，包含花键和与之匹配的键槽，所述键槽焊接在底座上，用于限制所述花键相对底座的转动；所述花键下方连接有限位结构，所述限位结构内部设有内六角槽口的限位孔；所述末端执行装置包括光轴、轴套、导向机构和夹爪；所述光轴顶端设置有与限位孔相对应的限位柱，通过所述限位孔和所述限位柱使所述光轴相对底座固定，所述光轴还开设有一固定孔，所述轴套套设在光轴上，可进行轴向位移，所述轴套内设有阶梯槽，所述导向机构包括导向孔、导向柱以及弹簧，该导向孔开设在所述轴套的中部，该导向柱固定在所述光轴固定孔中，所述弹簧套设在光轴上且位于轴套内，所述夹爪焊接在所述轴套上，用于抓取物品；通过上部齿轮花键结构可旋转手动调整抱夹花盆尺寸大小，通过光轴加导向销限制夹爪的活动范围，下部设计弹簧顶起夹爪辅助夹爪保持在张开位置；抱紧时，机构随移动滑台向上运动，抱夹花盆时通过盆栽重力将夹爪向下压动，夹爪受导向销限制收紧，实现盆栽抱紧。
本发明还公开了一种设施盆栽表型智能检测系统应用方法，其采用前述的设施盆栽表型智能检测系统进行检测，包括如下步骤：步骤S1，智能搬运移动机器人使用激光雷达和边缘计算卡进行未知场景SLAM建图；步骤S2，操作者在盆栽自动化调度系统中设置管理需求及设施场景地图区域；步骤S3，智能搬运移动机器人接到指派工作任务后执行盆栽搬运工作；步骤S4，表型检测流水线式平台接到指派工作任务后执行盆栽表型检测工作。
优选地，步骤S3的具体工作流程如下：
S31，智能搬运移动机器人在接收到任务后，进行自主路径规划，寻找从当前位置到目标盆栽的最优路径；
S32，移动过程中，智能搬运移动机器人不断通过深度相机避障模块检测周围环境，具体实施方式如下：
S321，一旦发现障碍物在5cm范围内停止；
S322，当停止1分钟且障碍物距离不变时，执行实时避障，调整运动路径，确保到达目标盆栽位置；
S33，当智能搬运移动机器人到达目标盆栽位置附近时，通过盆栽编码识别定位模块精确获取盆栽及其标签的编码信息，具体执行包括：
S331，通过采集深度相机图片数据，并运用目标检测算法，实现对后双侧视角的障碍物、盆栽及盆栽标签的实时检测；
S332，实现盆栽标签的识别，并将识别到的标签数据用于地图中盆栽的标注，直至检测到目标盆栽编号；
S34，抵达目标盆栽附近时，智能搬运移动机器人开始执行精准空间定位，具体流程如下：
S341，裁剪拼接放置在智能搬运移动机器人上可调尺寸移动抱夹装置左右两侧的深度相机所识别的盆栽二维图像数据，依次计算盆栽部分图像像素三维空间坐标即可获得盆栽三维点云；
S342，得到智能搬运移动机器人抱夹侧植物盆栽的三维点云数据后，与激光雷达获取到的点云数据进行拼接，获取三维空间点云数据；
S35，运动路径优化：路径规划模块根据盆栽三维空间位置信息和智能搬运移动机器人的碰撞体三维数据对局部运动路径进行优化，控制机器人精准到达盆栽位置；
S36，移动滑台向上运动抱起盆栽，实现盆栽搬运，可调尺寸移动抱夹装置具体工作流程如下：
S361，可调尺寸移动抱夹装置上部设置有齿轮花键结构，可旋转手动调整抱夹花盆尺寸大小，还设置有导向装置，导向装置通过光轴加导向销限制夹爪的活动范围，下部设置有弹簧装置，用于顶起夹爪并辅助夹爪保持在张开位置；
S362，执行搬运任务时，抱夹装置随移动滑台向上运动，夹爪夹住花盆时通过盆栽自身重力将夹爪向下压动，夹爪受导向销限制收紧，实现对花盆进行抱紧；
S363，到达指定位置后，移动滑台向下运动，当盆栽底部接触底面，夹爪受力减小，在弹簧装置的作用下，夹爪随导向销方向张开，即松开对花盆的抱紧；
S364，发送检测或搬运完成消息到盆栽自动化调度系统；
S37，机器人通过S31至S36步骤执行，直至任务完成。
相对于现有技术而言，本发明具备显著积极的技术效果，具体表现在如下方面。
（1）现有技术中，设施盆栽的表型检测通常采用全流水线输送至暗室或人工搬运的方式，这不仅导致高昂的前期建设成本和后期维护成本，而且由于设备固定，难以灵活调配。本发明的设施盆栽表型智能检测系统通过引入盆栽自动化调度系统，使得智能搬运移动机器人能够灵活搭配表型检测流水线式平台工作。这种设计显著降低了成本，同时增强了系统的灵活性和可调整性，实现了自动化的盆栽作物表型检测任务，有效提升了检测效率。
（2）现有技术中，盆栽的搬运依赖于电动机构进行夹持，且受限于固定尺寸的植物盆栽。而本发明通过创新性地采用花键与键槽的结构设计，能够方便地调节夹爪的初始开合角度，从而适应不同大小的物品。更重要的是，通过导向机构对夹爪角度的精确控制，即使在无电驱装置的情况下，也能实现对物品的可靠夹取。这种纯机械结构的设计不仅简化了系统复杂性，而且提高了系统的可靠性和通用性，特别是在电驱装置不便使用的环境下，为使用者提供了同等甚至更好的效果。
（3）现有搬运机器人系统中，对盆栽的空间位置感知往往依赖于简单的二维图像识别或固定的传感器位置，同时盆栽的检测和搬运往往需要在固定的时间点和位置进行，导致在复杂环境或盆栽密集排列时，难以准确识别盆栽的三维位置和姿态，难以实现实时的动态调整。通过引入激光雷达和深度相机，结合边缘计算卡进行实时数据处理，本发明能够构建出精准的三维盆栽地图。具体来说，激光雷达提供大范围的环境扫描，而深度相机则能够捕捉盆栽的精细三维点云数据。两者结合，实现了对盆栽的三维空间感知，大大提高了检测的准确性和可靠性。此外仅通过对盆栽进行三维建模，无需对场景进行重建，这种实时性和动态适应性使得系统能够更好地适应复杂多变的环境和任务需求。
附图说明
图1 为设施盆栽表型智能检测系统设施环境布置场景图。
图2 为智能搬运移动机器人本体图。
图3 为可调尺寸移动抱夹装置的立体视图。
图4 为可调尺寸移动抱夹装置中的花键立体视图。
图5 为可调尺寸移动抱夹装置中的光轴立体视图。
图6 为可调尺寸移动抱夹装置中的轴套立体视图。
图7为本申请的方法流程图。
图3中，1-底座； 21-花键；211-限位结构； 22-键槽；3-末端执行装置； 33-导向机构；332-导向柱；333-弹簧；34-夹爪。
图4中，2-角度调节装置；2111-限位孔。
图5中，31-光轴；311-限位柱；312-固定孔。
图6中，32-轴套；321-阶梯槽；331-导向孔。
具体实施方式
下面结合附图及实施案例进一步说明本发明。
如图1所示，在设施环境中盆栽以每列两盆正常放置在地面上，盆子上贴有独立的序号标签，中间预留有智能搬运移动机器人运行通道和搬运通道，在另一侧区域设置表型检测流水线式平台和表型成像暗室。
如图2所示，智能搬运移动机器人以双轮差速方式驱动，一侧搭载直线运动滑台和可调尺寸移动抱夹装置，能够实现地面到不同高度的流水线之间的搬运任务；可调尺寸移动抱夹装置两侧各搭载一台深度相机，与机器人中线夹角为60度，可保证两侧盆栽图像获取的视野。
如图3-6所示，所述角度调节装置2安装在所述底座1中，所述角度调节装置2包含花键21和与之匹配的键槽22，所述键槽22焊接在底座1上，用于限制所述花键21相对底座1的转动。
在实施例中，所述花键21下方连接有限位结构211，所述限位结构211内部设有内六角槽口的限位孔2111。
在实施例中，所述末端执行装置3包括光轴31、轴套32、导向机构33和夹爪34。
具体实施中，可以通过拉起花键来调节夹爪开合状态下的初始最大角度，当夹爪无受力时，在弹簧333的反作用力下，夹爪被弹簧333顶起，同时在导向机构33的作用下，夹爪向外侧扩张，反之在抓取物品时（例-花盆），物品的重量使得夹爪下压，由于导向机构33的限制，夹爪向内收缩，从而夹紧盆栽。
如图7所示，为本发明较佳实施例，一种设施盆栽表型智能检测系统进行工作的方法，包括以下步骤：
S1，智能搬运移动机器人使用激光雷达和边缘计算卡进行未知场景SLAM建图，包含以下子步骤：
S11，场景地图构建：激光雷达以极高的扫描频率捕获周围环境信息，并通过边缘计算卡进行实时数据处理，快速构建出细致的场景地图；
S12，SLAM地图构建完成：场景地图当场景地图闭合时则判定地图构建完成；
S13，SLAM地图上传：将构建好的SLAM地图上传至盆栽自动化调度系统；
S2，操作者在盆栽自动化调度系统中设置管理需求及设施场景地图区域，包括以下步骤：
S21，设施环境地图划分：操作者在Web界面上查看上传的设施环境地图，通过简单的拖拽和点击操作对地图进行智能区域划分；
S22，设施检测工作需求设置：操作者在Web界面上设置植物表型检测需求及设备工作时间；
S23，系统规划管理方案：盆栽自动化调度系统会根据盆栽的种类、数量以及生长需求等因素，自动推荐合理的区域划分方案，提高管理效率。
S24，确认方案，开始执行：操作者在Web界面上确认系统给出的管理方案，盆栽自动化调度系统开始按预定工作计划通过MQTT服务器指派工作任务；
S3，智能搬运移动机器人接到指派工作任务后执行盆栽搬运工作，具体工作流程如下：
S31，自主路径规划：智能搬运移动机器人在接收到任务后，会进行自主路径规划，寻找从当前位置到目标盆栽的最优路径；
S32，运动路径避障：移动过程中，智能搬运移动机器人会不断通过深度相机避障模块检测周围环境，具体实施方式如下：
S321，一旦发现障碍物在5cm范围内停止；
S322，当停止1分钟且障碍物距离不变时，执行实时避障，调整运动路径，确保到达目标盆栽位置；
S33，目标盆栽识别：当智能搬运移动机器人到达目标盆栽位置附近时，通过盆栽编码识别定位模块精确获取盆栽及其标签的编码信息，具体执行包括：
S331，通过采集深度相机图片数据，并运用目标检测算法，实现对后双侧视角的障碍物、盆栽及盆栽标签的实时检测；
S332，实现盆栽标签的识别，并将识别到的标签数据用于地图中盆栽的标注，直至检测到目标盆栽编号；
S34，空间精细定位：抵达目标盆栽附近时，智能搬运移动机器人开始执行精准空间定位，具体流程如下：
S341，裁剪拼接放置在智能搬运移动机器人上可调尺寸移动抱夹装置左右两侧的深度相机所识别的盆栽二维图像数据，依次计算盆栽部分图像像素三维空间坐标即可获得盆栽三维点云，对二维图像中像素点三维空间点云恢复重建的计算公式如下：
公式1
公式2
公式3
其中，通过读取深度图数据Depth并除以深度图片的比例因子f可以获取实际像素深度（公式1），深度相机计算彩色图像像素点x,y位置，如公式2和3，通过读取深度相机参数可获得图像采集参数rgbu，rgbv，相机参数Cx，Cy，fx，fy，计算得到的点Point（Point.X,Point.Y, Point.Z）即为该像素点在相机坐标系下点的三维坐标。
S342，得到智能搬运移动机器人抱夹侧植物盆栽的三维点云数据后与激光雷达获取到的点云数据进行拼接获取三维空间点云数据。
S35，运动路径优化：路径规划模块根据盆栽三维空间位置信息和智能搬运移动机器人的碰撞体三维数据对局部运动路径进行优化，控制机器人精准到达盆栽位置。
S36，植物盆栽抱夹：移动滑台向上运动抱起盆栽，实现盆栽搬运，可调尺寸移动抱夹装置具体工作流程如下：
S361，可调尺寸移动抱夹装置上部设置有齿轮花键结构可旋转手动调整抱夹花盆尺寸大小，还设置有导向装置，导向装置通过光轴加导向销限制夹爪的活动范围，下部设置有弹簧装置，用于顶起夹爪并辅助夹爪保持在张开位置；
S362，执行搬运任务时，抱夹装置随移动滑台向上运动，夹爪夹住花盆时通过盆栽自身重力将夹爪向下压动，夹爪受导向销限制收紧，实现对花盆进行抱紧；
S363，到达指定位置后，移动滑台向下运动，当盆栽底部接触底面，夹爪受力减小，在弹簧装置的作用下，夹爪随导向销方向张开，即松开对花盆的抱紧；
S364，发送检测或搬运完成消息到盆栽自动化调度系统。
S37，机器人通过S31至S36步骤执行，直至任务完成。
S4，表型检测流水线式平台接到指派工作任务后执行盆栽表型检测工作，具体工作流程如下：
S41，当接收到盆栽自动化调度系统的MQTT消息后，开始执行盆栽表型检测工作；
S42，控制装置控制盆栽传输装置将植物盆栽运输到所述作物表型成像暗室中的光电传感器采集位置；
S43，表型数据处理系统开始采集植物盆栽作物表型数据；
S44，检测完成后发送检测完成MQTT消息到盆栽自动化调度系统。
申请中所描述的具体实例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可对本发明所描述的具体实例做各种修改或者补充，或采用类型的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种设施盆栽表型智能检测系统，其特征在于，包括表型检测流水线式平台、盆栽自动化调度系统和智能搬运移动机器人；
所述表型检测流水线式平台，用于实现流水线植物盆栽作物表型数据的获取和保存，包括作物表型成像暗室、流水线式盆栽传输装置、控制装置、表型数据处理系统、表型数据存储库，以及在流水线预定位置设置的多个传感器，这些传感器包括雷达装置、光学成像装置、荧光成像装置和高光谱成像装置；
所述盆栽自动化调度系统，用于设施场景下自动化表型检测工作中机器人搬运任务的管理，支持多种表型检测设备和多台搬运机器人的工作调配；该系统包括智能表型检测任务规划模块、MQTT服务模块和Web操作界面；
所述智能搬运移动机器人，用于盆栽的自动化搬运，包括移动机器人平台和可调尺寸的移动抱夹装置；
所述移动机器人平台采用双轮差速的驱动方式，包括遥控器、遥控器接收机、电池、轮毂电机、驱动器、激光雷达、深度相机、机器人控制板和边缘计算卡；所述遥控器接收机连接在所述机器人控制板上，用于接收遥控器数据并转发给机器人控制板，所述驱动器通过CAN总线方式接收机器人控制板的数据，并输出电流控制所述轮毂电机；所述深度相机连接在所述边缘计算卡上，用于采集周围环境图像和深度信息，实时障碍物、盆栽和盆栽编号的检测；所述激光雷达连接在所述边缘计算卡上，用于场景环境的SLAM建图、机器人实时位置信息反馈和目标位置识别；所述机器人控制板通过串口连接与所述边缘计算卡进行通讯；所述边缘计算卡作为数据处理的核心，包含激光雷达建图模块、路径规划模块、深度相机避障模块、盆栽编码识别定位模块、三维空间感知模块、自动充电模块和任务管理模块，负责处理各种传感器数据和执行相应的算法；
所述可调尺寸抱夹装置通过单个伺服电机控制整体的上下运动，通过CAN通讯方式受所述机器人控制板控制，所述可调尺寸抱夹装置包括运动滑台、伺服电机、底座、角度调节装置和末端执行装置，确保能够灵活、准确地抓取和搬运不同尺寸的盆栽。
2.根据权利要求1所述的设施盆栽表型智能检测系统，其特征在于，所述表型检测流水线式平台根据当前任务实现表型检测功能，通过订阅所述盆栽自动化调度系统的MQTT消息，自动执行当前盆栽检测任务；所述控制装置用于控制所述盆栽传输装置将植物盆栽运输到所述作物表型成像暗室中的光电传感器采集位置，并发送信号到所述表型数据处理系统；所述表型检测流水线式平台根据任务完成情况，自动发送MQTT消息给盆栽自动化调度系统中的智能表型检测任务规划模块；表型数据处理系统控制光电传感器进行数据采集，并将植物表型数据保存在表型数据存储库中，表型数据存储库中的表型数据可供所述盆栽自动化调度系统Web管理界面调取。
3.根据权利要求1所述的设施盆栽表型智能检测系统，其特征在于，所述盆栽自动化调度系统的智能表型检测任务规划模块，通过MQTT服务器消息获取当前连接设备的运行情况，并根据任务优先级及路径数据信息实现智能化的任务调配；所述Web操作界面包含表型设施管理模块，用户可通过此模块获取场景地图数据，对当前场景地图进行区域划分，自动实现盆栽位置规划并以任务形式发送给智能表型检测模块进行调配；所述Web操作界面可根据用户规划的表型检测任务按照日期及工作量进行任务规划；所述Web操作界面包含状态信息监控模块，可实时监测连接设备的状态数据信息供用户访问；所述Web操作界面包含表型数据查看功能，可获取表型数据库中的表型数据；所述Web操作界面包含异常报警模块，可记录场景中设备运行报警情况，及时提示设备报警状况。
4.根据权利要求1所述的设施盆栽表型智能检测系统，其特征在于，所述智能搬运移动机器人通过所述机器人控制板控制驱动器，以差速方式驱动双轮毂电机实现差速移动；所述机器人控制板可接收来自用户遥控器的运动数据，或通过串口接收其他来源的运动数据，实现对底盘及附属模块的数据接收及全面控制。
5.根据权利要求1所述的设施盆栽表型智能检测系统，其特征在于，所述智能搬运移动机器人平台通过边缘计算卡结合激光雷达，实现了基于SLAM的场景地图构建，能够实时回传机器人位置信息；边缘计算卡搭配两台深度相机，通过采集深度相机图片数据，并运用目标检测算法，实现对后双侧视角的障碍物、盆栽及盆栽标签的实时检测；结合OCR技术，实现盆栽标签的识别，并将识别到的标签数据用于地图中盆栽的标注；通过拼接放置在移动平台上可调尺寸移动抱夹装置左右两侧的深度相机所识别的盆栽三维点云数据，得到抱夹侧植物盆栽的三维点云数据；三维空间感知模块进一步将抱夹侧植物盆栽的三维点云数据与激光雷达的点云数据拼接，得到精准的小场景地图，并根据目标盆栽的位置信息微调机器人运动路径，实现了对盆栽的精准抱夹；当检测到障碍物时，结合深度信息确定障碍物的三维空间位置，若机器人与障碍物距离小于5cm，则机器人将停止移动，当停止1分钟且障碍物距离不变时，路径规划模块调整运动路径，确保到达目标盆栽位置。
6.根据权利要求1所述的设施盆栽表型智能检测系统，其特征在于，所述智能搬运移动机器人通过边缘计算卡实现机器人的任务管理功能；通过订阅MQTT服务器数据机器人能够获取当前所需执行的任务信息，并通过发布MQTT消息上报当前机器人任务情况及机器人底盘状态信息；机器人搭载的路径规划模块，基于场景地图、实时位置信息以及任务目标点和终点位置信息，进行自动路径规划，并通过STM32机器人控制板执行相应的运动指令，确保机器人能够高效、准确地完成任务。
7.根据权利要求1所述的设施盆栽表型智能检测系统，其特征在于，所述可调尺寸移动抱夹装置包括底座(1)、角度调节装置(2)和末端执行装置(3)；所述角度调节装置(2)安装在所述底座(1)中，包含花键(21)和与之匹配的键槽(22)，所述键槽(22)焊接在底座(1)上，用于限制所述花键(21)相对底座(1)的转动；所述花键(21)下方连接有限位结构(211)，所述限位结构(211)内部设有内六角槽口的限位孔(2111)；所述末端执行装置(3)包括光轴(31)、轴套(32)、导向机构(33)和夹爪(34)；所述光轴(31)顶端设置有与限位孔(2111)相对应的限位柱(311)，通过所述限位孔(2111)和所述限位柱(311)使所述光轴(31)相对底座(1)固定，所述光轴(31)还开设有一固定孔(312)，所述轴套(32)套设在光轴(31)上，可进行轴向位移，所述轴套(32)内设有阶梯槽(321)，所述导向机构(33)包括导向孔(331)、导向柱(332)以及弹簧(333)，该导向孔(331)开设在所述轴套(32)的中部，该导向柱(332)固定在所述光轴(31)固定孔(312)中，所述弹簧(333)套设在光轴(31)上且位于轴套(32)内，所述夹爪焊接在所述轴套(32)上，用于抓取物品；通过上部齿轮花键结构可旋转手动调整抱夹花盆尺寸大小，通过光轴加导向销限制夹爪的活动范围，下部设计弹簧顶起夹爪辅助夹爪保持在张开位置；抱紧时，机构随移动滑台向上运动，抱夹花盆时通过盆栽重力将夹爪向下压动，夹爪受导向销限制收紧，实现盆栽抱紧。
8.一种设施盆栽表型智能检测系统应用方法，其采用如权利要求1-7中任一项所述的设施盆栽表型智能检测系统进行检测，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，智能搬运移动机器人使用激光雷达和边缘计算卡进行未知场景SLAM建图；
步骤S2，操作者在盆栽自动化调度系统中设置管理需求及设施场景地图区域；
步骤S3，智能搬运移动机器人接到指派工作任务后执行盆栽搬运工作；
步骤S4，表型检测流水线式平台接到指派工作任务后执行盆栽表型检测工作。
9.根据权利要求8所述的设施盆栽表型智能检测系统应用方法，其特征在于，步骤S3的具体工作流程如下：
S31，智能搬运移动机器人在接收到任务后，进行自主路径规划，寻找从当前位置到目标盆栽的最优路径；
S32，移动过程中，智能搬运移动机器人不断通过深度相机避障模块检测周围环境，具体实施方式如下：
S321，一旦发现障碍物在5cm范围内停止；
S322，当停止1分钟且障碍物距离不变时，执行实时避障，调整运动路径，确保到达目标盆栽位置；
S33，当智能搬运移动机器人到达目标盆栽位置附近时，通过盆栽编码识别定位模块精确获取盆栽及其标签的编码信息，具体执行包括：
S331，通过采集深度相机图片数据，并运用目标检测算法，实现对后双侧视角的障碍物、盆栽及盆栽标签的实时检测；
S332，实现盆栽标签的识别，并将识别到的标签数据用于地图中盆栽的标注，直至检测到目标盆栽编号；
S34，抵达目标盆栽附近时，智能搬运移动机器人开始执行精准空间定位，具体流程如下：
S341，裁剪拼接放置在智能搬运移动机器人上可调尺寸移动抱夹装置左右两侧的深度相机所识别的盆栽二维图像数据，依次计算盆栽部分图像像素三维空间坐标即可获得盆栽三维点云；
S342，得到智能搬运移动机器人抱夹侧植物盆栽的三维点云数据后，与激光雷达获取到的点云数据进行拼接，获取三维空间点云数据；
S35，运动路径优化：路径规划模块根据盆栽三维空间位置信息和智能搬运移动机器人的碰撞体三维数据对局部运动路径进行优化，控制机器人精准到达盆栽位置；
S36，移动滑台向上运动抱起盆栽，实现盆栽搬运，可调尺寸移动抱夹装置具体工作流程如下：
S361，可调尺寸移动抱夹装置上部设置有齿轮花键结构，可旋转手动调整抱夹花盆尺寸大小，还设置有导向装置，导向装置通过光轴加导向销限制夹爪的活动范围，下部设置有弹簧装置，用于顶起夹爪并辅助夹爪保持在张开位置；
S362，执行搬运任务时，抱夹装置随移动滑台向上运动，夹爪夹住花盆时通过盆栽自身重力将夹爪向下压动，夹爪受导向销限制收紧，实现对花盆进行抱紧；
S363，到达指定位置后，移动滑台向下运动，当盆栽底部接触底面，夹爪受力减小，在弹簧装置的作用下，夹爪随导向销方向张开，即松开对花盆的抱紧；
S364，发送检测或搬运完成消息到盆栽自动化调度系统；
S37，机器人通过S31至S36步骤执行，直至任务完成。
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