ES2907575T3

ES2907575T3 - Procedimiento para caracterizar un objeto

Info

Publication number: ES2907575T3
Application number: ES17158433T
Authority: ES
Inventors: Uladzimir Zhokhavets; Grégoire Martin Hummel; Stefan Schwartz
Original assignee: Phenospex BV
Current assignee: Phenospex BV
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2022-04-25
Anticipated expiration: 2037-02-28
Also published as: US20180246190A1; EP3367333A1; PT3367333T; US10534073B2; EP3367333B1; PL3367333T3

Abstract

Procedimiento para caracterizar un objeto por medio de la medición de distancia con las etapas: a) en particular la determinación línea por línea de los perfiles de altura mediante la medición de distancia y b) evaluación de los perfiles de altura determinados para caracterizar el objeto, donde la caracterización comprende la posición del objeto, caracterizado porque para determinar la posición de un objeto, a) los elementos de superficie se determinan a partir de los perfiles de altura determinados, b) los vectores normales se determinan para cada uno de estos elementos de superficie, donde los vectores normales parten del elemento de superficie respectivo, y c) el punto de cruce o el punto con la mayor densidad de cruces o valor medio de todos los puntos de cruce de los vectores normales se determina como la posición del objeto, en el que además a) se determina un círculo con el radio R dentro del cual se sitúa esencialmente el objeto; b) la longitud máxima de los vectores normales se limita a C12 · R, donde C1 se selecciona mayor de1; y/o b') la longitud mínima de los vectores normales se limita a C22 · R, donde C2 se selecciona menor de 1.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para caracterizar un objeto

La presente invención se refiere a un procedimiento para caracterizar un objeto por medio de la medición de distancia. En las mediciones de distancia conocidas, un objeto se ilumina linealmente por ultrasonido o luz. A este respecto, el ultrasonido o la luz se genera por una fuente. Los procedimientos de triangulación láser conocidos son en este caso un láser de línea. Debido a la topología del objeto se realiza una distorsión de la línea. Una cámara detecta la distorsión de la línea y determina a partir de ella un perfil de altura a lo largo de la línea iluminada. En este caso, la cámara y la fuente se reúnen habitualmente para formar un sensor. Para detectar la superficie completa de un objeto, el sensor se mueve con respecto al objeto o el objeto se mueve, por ejemplo, mediante una cinta transportadora. Por lo tanto, se puede detectar la altura del objeto.

A este respecto, la mayoría de los objetos de la vida diaria presentan una superficie cerrada, esencialmente convexa, que se puede detectar bien mediante la medición de distancia. No obstante, la detección fiable se dificulta en el caso de objetos similares pero no exactamente iguales, donde cada objeto presenta, por ejemplo, una forma individual, como es el caso de plantas, productos cosechados o animales. Los coches también presentan una forma similar, pero no exactamente igual.

Para las pruebas de calidad, la clasificación o el procesamiento siguiente como en la cosecha, no solo se está interesado en las formas superficiales. Mejor dicho, se requiere una caracterización adicional del objeto. Esto se aplica en particular si los objetos a detectar son similares pero no exactamente iguales, de modo que, por ejemplo, es deseable una caracterización fiable de plantas o productos cosechados, animales, automóviles o similares para garantizar un tratamiento o procesamiento individual y óptimo del objeto.

Gregoire Hummel et al. "PlantEye - un escáner láser 3D comercial para el escaneo automatizado y el fenotipado de plantas" en 19° taller de análisis de imágenes por ordenador en la agricultura y 2° taller de sistemas no tripulados de vuelo autónomo en la agricultura, volumen 81, 2013, páginas 235 - 240 describe un sistema para determinar los parámetros de plantas, tales como, por ejemplo, área de una sola hoja, número de hojas, posición del ángulo de la hoja, área total de la hoja, altura de la planta, etc., para visualizar y evaluar los datos de crecimiento de las plantas. Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento para caracterizar un objeto por medio de la medición de distancia.

El objetivo se logra mediante el procedimiento de la reivindicación 1.

En el procedimiento según la invención para caracterizar un objeto por medio de la medición de distancia, los perfiles de altura se determinan en primer lugar, en particular línea por línea, mediante medición de distancia. A este respecto, la medición de distancia puede ser, por ejemplo, procedimientos conocidos para la medición de distancia. Los perfiles de altura determinados se evalúan a continuación para caracterizar el objeto. A este respecto, la caracterización del objeto comprende la posición. Gracias a la posición del objeto es posible, por ejemplo, una clasificación o procesamiento siguiente, en particular una cosecha.

Preferentemente, cada perfil de altura presenta de 500 a 5000 puntos de datos, de modo que preferentemente se determinan de 500 a 5000 ítems de información de altura a lo largo del perfil de altura para cada perfil de altura línea por línea.

La distancia entre los perfiles de altura línea por línea es preferentemente de 0,2 mm a 2 cm y especialmente preferiblemente de 0,5 a 2 mm. A este respecto, la distancia entre los perfiles de altura línea por línea depende de la aplicación respectiva y del tamaño del objeto a detectar. Por lo tanto, la distancia entre los perfiles de altura línea por línea se selecciona pequeña para objetos pequeños y grande para objetos grandes.

La distancia entre los perfiles de altura línea por línea es preferentemente constante.

Según la invención, los elementos de superficie se determinan a partir de los perfiles de altura determinados para determinar la posición de un objeto. Estos elementos de superficie son superficies primitivas como, por ejemplo, triángulos o cuadrados. A este respecto, los lados de los elementos de superficie conectan respectivamente los puntos de datos de los perfiles de altura. Este procedimiento también se conoce como teselación, donde al utilizar triángulos se determinan exactamente dos triángulos a partir de dos puntos de datos de un primer perfil de altura y dos puntos de datos de un segundo perfil de altura. Luego se determina un vector normal para cada una de estas superficies partiendo del elemento de superficie. Por lo tanto, el número de elementos de superficie y de vectores normales es idéntico. A este respecto, la dirección de los vectores normales puede estar definida de modo que señalen en la dirección del telémetro en el caso de objetos cóncavos y alejándose del telémetro para objetos convexos. El punto de cruce de los vectores normales se determina como la posición del objeto. De forma alternativa a ello, el punto de la densidad de cruces más alta se determina como la posición del objeto, en particular siempre y cuando no existe solo un punto de cruce, lo que es el caso solo para el caso especial de una esfera como objeto. Alternativamente, el valor medio de posición o centro de gravedad de todos los puntos de cruce de los vectores normales se determina como la posición del objeto. Para ello, los puntos de cruce de los vectores normales se pueden proyectar en primer lugar sobre un plano y la posición del objeto en este plano se puede determinar a partir del punto de cruce o el punto con la densidad de cruces más alta o el valor medio o centro de gravedad de todos los puntos de cruce. El plano es en particular un plano en paralelo al plano en el que están dispuestos los objetos, preferiblemente un plano horizontal. De este modo, la posición del objeto se determina de forma fiable, en particular para los objetos que son similares en su forma, pero no son iguales, tal como, por ejemplo, las plantas o los productos cosechados, de forma sencilla se puede determinar individualmente para cada objeto individual exactamente su posición a partir de los perfiles de altura detectados.

Un filtro de paso bajo o un alisado de los puntos de cruce determinados se lleva a cabo preferentemente antes de la determinación de la posición del objeto. Esto se realiza en particular por medio de un filtro de paso bajo de Fourier, en el que las altas frecuencias se cortan en el espacio de frecuencias. De este modo, el procedimiento para determinar la posición de un objeto se vuelve más robusto, ya que los valores atípicos estadísticos ya no se tienen en cuenta.

Según la invención, se determina una zona B con la superficie A dentro de la que se sitúa esencialmente el objeto. A este respecto, la zona B es un círculo con el radio R, el objeto se sitúa esencialmente dentro del círculo. En este caso, la zona B se puede determinar o calcular empíricamente, por ejemplo, por la distancia entre dos objetos. A este respecto, la zona B se puede predefinir o determinar individualmente para un objeto o se puede seleccionar o determinar de forma idéntica para una pluralidad de objetos. La longitud máxima de los vectores normales se limita entonces a una longitud Ci2 ■ R. A este respecto, Ci se selecciona en particular mayor de 1. A este respecto, Ci se puede predefinir por el usuario, por ejemplo, predecirse empíricamente o adaptarse en el procedimiento en curso, de modo que se logre un resultado óptimo. Al limitar la longitud máxima se reduce el procedimiento de cálculo para los puntos de cruce de los vectores normales respectivos. De este modo, el esfuerzo computacional para determinar la posición de un objeto se mantiene bajo y se acelera la ejecución del procedimiento.

De forma alternativa o adicional a ello, según la invención, la longitud mínima de los vectores normales se limita entonces a C²2- R. A este respecto, C²se selecciona en particular menor de 1. Una limitación de la longitud mínima de los vectores normales tiene en cuenta que no se debe esperar ningún punto de cruce con otro vector normal directamente partiendo del elemento de superficie. De este modo, se reduce el esfuerzo computacional para determinar los puntos de cruce y, por lo tanto, se acelera la ejecución del procedimiento. C²se puede determinar empíricamente para ello o determinarse y adaptarse a partir del procedimiento en curso.

La longitud de los vectores normales se modifica preferentemente en función de la distancia desde el centro del objeto y/o en función de un ángulo a entre la perpendicular y el vector normal respectivo. En este caso, se parte de que, en el caso ideal, en el caso de un objeto esencialmente convexo, el ángulo del vector normal con respecto a la perpendicular aumenta partiendo del centro del objeto. En particular, se tiene en cuenta un vector normal más largo, en el caso de vectores normales partiendo de un elemento de superficie que está más alejado del centro, y se tiene en cuenta un vector normal más corto, en el caso de vectores normales partiendo de un elemento de superficie muy cerca del centro en los que el ángulo a es pequeño. La relación entre la longitud tenida en cuenta de los vectores normales y el ángulo a se puede describir mediante una función predeterminada o determinarse de forma empírica. Al modificar la longitud tenida en cuenta de los vectores normales se asegura que los puntos de cruce requeridos con otros vectores normales se puedan determinar de forma segura, no obstante, donde se evita una consideración de cálculo intensivo de los vectores normales más allá de esto.

El procedimiento comprende preferentemente la determinación de un parámetro específico al objeto. Gracias al parámetro específico al objeto es posible evaluar el objeto, tal como, por ejemplo, una evaluación de estado tal como magnitud de crecimiento, madurez, apariencia y/o similares, donde la evaluación se realiza de forma cuantificada. Además, mediante el parámetro específico al objeto es posible, por ejemplo, prever un procesamiento y/o clasificación dependiente de ello. Por lo tanto, gracias a la caracterización del objeto no solo se puede recurrir a la información de altura sobre el objeto para una verificación de calidad, clasificación o procesamiento posteriores, sino que se puede recurrir para ello a al menos un parámetro específico al objeto.

En otra forma de realización del procedimiento, con el fin de determinar un parámetro específico al objeto se determina una zona B dentro de la cual se sitúa esencialmente el objeto. En este caso se puede tratar en particular de la zona B ya descrita anteriormente. Luego se elabora un histograma para todos los puntos de datos de los perfiles de altura que se sitúan dentro de la zona B. El histograma se divide en una sección inferior, una sección media y una sección superior. Se determina un valor medio ponderado para la sección media del histograma. Una mediana del histograma dividida por el valor medio ponderado se considera como el centro de densidad relativo. Dependiendo de la aplicación, en este caso se trata, por ejemplo, del centro de masa del objeto. Para ello se seleccionan la sección inferior, la sección media y la sección superior conforme al objeto a detectar. La sección inferior es, por ejemplo, del 50% al 90% de los puntos de datos del histograma partiendo de los valores de altura más pequeños. La sección superior es en particular el 2% y el 30% de los puntos de datos partiendo de los valores mayores de los perfiles de altura. La zona media se limita hacia abajo por la zona inferior y hacia arriba por la zona superior.

En otra forma de realización del procedimiento, el objeto es un producto cosechado y, en particular, una lechuga o col. En este caso, mediante a lechuga o col está comprendido: lechuga trocadero, lechuga iceberg, lechuga de hoja de roble, achicoria, Lollo Rosso, Lollo Bianco, radicchio, lechuga de escarola y similares, así como repollo, col de Filder, col china, lombarda, coliflor, romanesco, brócoli y otros tipos de col del género Brassica.

En otra forma de realización del procedimiento para determinar un parámetro específico al objeto se determina una zona B dentro de la cual se sitúa esencialmente el producto cosechado y, en particular, la lechuga o repollo. A este respecto, la zona B puede ser, en particular, la zona ya descrita anteriormente. El número de puntos de datos dentro de la zona se determina entonces siendo Ntotal. Además, se determina la superficie A de la zona B. Entonces se define un radio R' y se determina el número de puntos de datos dentro del radio R' siendo Nnúcleo. Se recurre a la relación de (A ■ Nnúcleo) / (R' 2 ■ n ■ Ntotal) como el parámetro de abertura. De este modo se determina un parámetro específico al objeto para el producto cosechado, en particular la lechuga o col, que permite sacar una conclusión sobre la calidad del producto cosechado y/o permite realizar una afirmación cuantificada, en particular, sobre el grado de madurez y/o estado del producto cosechado. También se puede realizar una afirmación para el procesamiento posterior, por ejemplo, para la cosecha, mediante el parámetro de abertura, por ejemplo, durante el agarre automático, por ejemplo, para determinar la abertura requerida de la pinza automática. Esto se basa en el hecho de que, en particular en el caso de las lechugas y coles, están presentes hojas exteriores perpendiculares, de las que no se puede determinar ninguno o solo un número insuficiente de puntos de datos, ya que estas están en paralelo al telémetro, en el sentido de que estas hojas circulan en paralelo a la iluminación incidente del telémetro. Además, las lechugas o coles generalmente presentan hojas internas que se cierran entre sí de forma esférica y, por lo tanto, configuran una superficie central esférica que es perpendicular al telémetro, en el sentido de que la superficie central esférica es esencialmente perpendicular a la iluminación incidente de la medición de distancia. De este modo se puede determinar una multiplicidad de puntos de datos de una manera simple y fiable en la zona central esférica del producto cosechado. Debido a la relación antes mencionada, ahora se puede determinar si predominantemente están previstas hojas perpendiculares abiertas o si predomina una cabeza interior cerrada de col o lechuga.

Preferentemente, la zona puede ser un círculo con un radio R, donde luego es válido: R' = C ■ R con 0 < C < 1 y el parámetro de abertura resulta de Nnúcleo / C2 ■ Ntotal).

El parámetro de abertura calculado así se compara preferentemente con un valor umbral S. Si el parámetro de abertura es inferior o igual al valor umbral S, entonces la lechuga o col se denomina como abierta. Si el parámetro de abertura está por encima del valor umbral S, la lechuga o col se denomina cerrada. Preferentemente, para el valor umbral S se asume el valor 1, pero esto se puede modificar para distintos productos cosechados. A este respecto, el valor umbral S se puede determinar o predeterminar en particular empíricamente. En particular, se realiza una adaptación del valor umbral durante el procedimiento. Este paso permite una categorización del producto cosechado, con lo que el procesamiento posterior se puede adaptar de forma óptima al producto cosechado respectivo. En particular, el parámetro de abertura se puede tener en cuenta en la cosecha automatizada.

En otra forma de realización del procedimiento, la medición de distancia se lleva a cabo mediante ultrasonido o triangulación por láser.

En otra forma de realización del procedimiento, la evaluación de los perfiles de altura determinados para caracterizar un objeto se realiza en tiempo real o al menos esencialmente en tiempo real. Por lo tanto, la caracterización del objeto está inmediatamente disponible, de modo que el objeto se puede evaluar, clasificar y/o procesar adicionalmente conforme a la caracterización, sin que se produzca un retraso debido a la caracterización.

A este respecto, se realiza una caracterización preferentemente tan pronto como se ha determinado otro perfil de altura línea por línea. Por lo tanto, no se debe esperar hasta que todos los perfiles de altura para un objeto se han detectado por la medición de distancia, de modo que el esfuerzo computacional se pueda distribuir a lo largo de la duración de toda la medición de distancia, es decir, de todos los perfiles de altura línea por línea.

En otra forma de realización, la medición de distancia se realiza por medio de un sensor, donde en particular una fuente y una cámara están dispuestas dentro del sensor. A este respecto, el objeto se mueve con respecto al sensor mediante el movimiento del objeto y/o mediante el movimiento del sensor. Por lo tanto, debido al movimiento relativo del objeto con respecto al sensor se puede determinar un perfil línea por línea después del otro para detectar así todo el objeto. A este respecto, en el caso de un movimiento uniforme, por ejemplo, se puede seleccionar un intervalo de tiempo para la detección respectiva de un nuevo perfil de altura. Mediante el movimiento uniforme se asegura en este caso que los perfiles de altura presenten esencialmente una distancia constante. De forma alternativa a ello se puede detectar la distancia recorrida y elaborarse un nuevo perfil de altura línea por línea a una distancia predeterminada del último perfil de altura. De forma alternativa a ello, la elaboración de otro perfil de altura se puede desencadenar mediante una entrada de disparo en el sensor mediante un evento predeterminado tal como, por ejemplo, un avance de cinta en una cinta transportadora o similares. De este modo se asegura que se determinen suficientes perfiles de altura línea por línea y estos presenten preferentemente una distancia igual o constante.

En otra forma de realización se realiza una ejecución cíclica del procedimiento descrito anteriormente, donde cada ciclo corresponde en particular a la detección de un objeto. De este modo se pueden caracterizar una pluralidad de objetos uno después de otro y realizarse un procesamiento o un procesamiento adicional individual de los objetos. La invención se explica con más detalle a continuación con referencia a formas de realización preferidas con referencia a los dibujos adjuntos.

Muestran:

Fig. 1 una estructura esquemática para la medición de distancia,

Fig. 2 un perfil de altura línea por línea determinado por medición de distancia,

Fig. 3 una sección de tres perfiles de altura con elementos de superficie determinados,

Fig. 4 un mapa de calor para mostrar la densidad de cruce de vectores normales de los elementos de superficie, Fig. 5A un elemento de superficie a modo de ejemplo con un vector normal,

Fig. 5B una relación funcional entre la modificación de la longitud de los vectores normales y el ángulo entre la perpendicular y el vector normal;

Fig. 6 un histograma de los puntos de datos determinados de la medición de la distancia,

Fig. 7A una vista lateral de un producto cosechado como una lechuga en el estado abierto,

Fig. 7B el producto cosechado de la fig. 7a en vista en planta,

Fig. 8A un producto cosechado como una lechuga en una vista lateral en estado cerrado, y

Fig. 8B el producto cosechado de la fig. 8a en vista en planta.

En el procedimiento según la invención para caracterizar un objeto por medio de la medición de distancia, los perfiles de altura línea por línea se determinan en primer lugar mediante una medición de distancia y luego se evalúan adecuadamente para caracterizar el objeto, donde la caracterización comprende la posición y/o al menos un parámetro del objeto específico al objeto. A este respecto, se puede utilizar un sistema de triangulación por láser mostrado en la fig. 1 para la medición de distancia. Este presenta un sensor 10 en el que está dispuesto un láser de línea 12 que ilumina un objeto 16 a través de un espejo 14. A través de una cámara 18, que también está dispuesta dentro del sensor 10, la línea generada por el láser 12 se reproduce en el objeto 16 por medio de otro espejo 20. A este respecto, la línea en el objeto 16 se deforma por la topología del objeto 16. Debido a esta deformación, mediante un dispositivo de evaluación, que está conectado a la cámara, se puede determinar un perfil de altura a lo largo de la línea generada por el láser 12. De este modo, la componente Z del objeto 16 se determina según el sistema de coordenadas de la fig. 1. Dicho perfil de altura 22 se reproduce, por ejemplo, en la fig. 2 y se compone de una pluralidad de puntos de datos 24 por línea, en particular 500 a 5000 puntos de datos por perfil de altura. Luego, para la detección completa del objeto 16, el objeto y/o el sensor 10 se desplazan a lo largo del eje Y y se determina nuevamente un perfil de altura línea por línea como se describió anteriormente. De este modo se determina una pluralidad de perfiles de altura. Estos presentan habitualmente una distancia de 0,5 mm a 2 cm, donde la distancia es en particular constante y se predetermina, por ejemplo, mediante un movimiento continuo del sensor 10 o del objeto 16 entre sí por el transcurso del tiempo o después de un movimiento relativo del sensor 10 y del objeto 16 entre sí en un recorrido predeterminado. En la fig. 3 está representado un fragmento en el que están representados una parte de tres perfiles de altura 22. A este respecto, los puntos de datos del perfil de altura respectivo se indican por los puntos 24. Para determinar la posición de un objeto, los elementos de superficie 26 se determinan a partir de los perfiles de altura 22. En la fig. 3, en este caso se trata de triángulos. No obstante, también son concebibles otros elementos de superficie. A este respecto, las esquinas de los elementos de superficie 26 se sitúan en los puntos de datos 24 de los perfiles de altura 22 y están conectados por los lados de los elementos de superficie. Este proceso también se conoce como teselación. Para cada uno de los elementos de superficie 26 se determina entonces un vector normal 28 que es perpendicular al elemento de superficie. En aras de la claridad, en la fig. 3 está representado solo uno de estos vectores normales 28. A continuación se determinan todos los puntos de cruce de estos vectores normales 28. En la fig. 4 se reproduce una representación como un mapa de calor, por ejemplo, donde la posición de los puntos de cruce se ha proyectado en el plano x/y y la densidad de los puntos de cruce se reproduce en el mapa de calor de la fig. 4. A este respecto, la proyección se realiza en el plano en paralelo al plano en el que están dispuestos los objetos. El lugar de la densidad de cruces más alta 30 se asume como la posición del objeto 16. En la fig. 4 está representado otro objeto 32 que presenta otro punto de la densidad de cruces más alta 34. De este modo se conoce la posición de los dos objetos 16 y 32. Esto se aplica en particular independientemente de la forma del objeto siempre que presente una superficie esencialmente cóncava o convexa, donde en el caso de una superficie cóncava se definen los vectores normales de modo que apunten en la dirección del sensor 10. Por el contrario, en el caso de una forma convexa o esencialmente convexa del objeto 16, 32, los vectores normales se definen de tal manera que apuntan alejándose del sensor 10, es decir, en la dirección Z negativa.

Por lo tanto, se proporciona un procedimiento robusto para determinar la posición de un objeto, en particular en el caso de objetos similares pero no exactamente iguales, tales como, por ejemplo, plantas, animales, automóviles y similares.

Con el fin de reducir el esfuerzo computacional para determinar los puntos de cruce de los vectores normales, se determina un radio R dentro del cual se sitúa esencialmente el objeto 16, 32. A este respecto, el radio R está dibujado para la ilustración en la fig. 4 para el objeto 16, representado por el círculo 36. La longitud máxima de los respectivos vectores normales 28 ahora se puede limitar a Ci ■ R, donde Ci se selecciona mayor de 1. De forma alternativa o adicional a ello, la longitud mínima de los vectores normales 28 se puede limitar a C²■ R, donde C²se selecciona menor de 1. De este modo, tanto los puntos de cruce que se sitúan lejos como los puntos de cruce directamente adyacentes al elemento de superficie no se tienen en cuenta al determinar la posición del objeto. Esto está representado igualmente en la fig. 5A, que reproduce un único elemento de superficie 26 a modo de ejemplo. Un vector normal 28 parte de este elemento de superficie 26. Una primera zona 31, que indica la longitud mínima del vector normal considerado 28, está dispuesta alrededor del elemento de superficie 26 o el punto de partida del vector normal 28. Una segunda zona 33 está dispuesta alrededor del elemento de superficie 26 o el punto de partida del vector normal 28, que indica la longitud máxima del vector normal considerado 28. Por lo tanto, sólo se tiene en cuenta la zona 35 del vector normal 28, que se sitúa entre las regiones 31 y 33. Esto se realiza para cada uno de los vectores normales determinados 28. De este modo, solo se tiene en cuenta la sección del respectivo vector normal 28 en la que se puede esperar un cruce con otro vector normal 28. De este modo, el esfuerzo de cálculo se puede reducir significativamente, de modo que el procedimiento se puede desarrollar más rápido, en particular en tiempo real.

Además, se puede realizar una modificación de la longitud del vector normal a tener en cuenta debido al ángulo a entre el vector normal n y la dirección z perpendicular. En este caso, la modificación de la longitud de los vectores normales a tener en cuenta se puede realizar debido a una dependencia empírica de a o, como se representa en la fig. 5B, debido a una relación funcional, donde la modificación se realiza a través de un parámetro Ca que está representado respecto al ángulo a.

Por lo tanto, el esfuerzo computacional para determinar los puntos de cruce de los vectores normales se puede mantener bajo y, en particular, garantizarse una determinación de la posición del objeto en tiempo real.

Para determinar un centro de densidad relativo del objeto como un parámetro específico al objeto, los puntos de datos dentro de una zona se representan como un histograma como se representa en la fig. 6. Luego, el histograma se subdivide en una sección inferior 38, una sección superior 40 y una sección media 42 situada en medio. A este respecto, por ejemplo, partiendo de los valores de altura o valores z más pequeños, el 70% de los puntos de datos están en la sección inferior 38 y el 10% de los puntos de datos partiendo los valores de altura o valores z más grandes están en la sección superior 40. Por lo tanto, en el ejemplo que se muestra, la zona media 42 situada en medio contiene el 20% de los puntos de datos. Igualmente son posibles otras distribuciones, entonces la sección inferior puede contener en particular, del 50% al 90% de los puntos de datos y la sección superior 40 del 2% al 30%. Un valor medio ponderado se determina a través de los valores de la zona media 42. Adicionalmente, se determina una mediana del histograma y la mediana se divide por el valor medio ponderado de la sección media 42. El resultado se asume como el centro de densidad relativo, lo que corresponde al centro de gravedad relativo del objeto. En este caso, dependiendo del tipo de objetos que se caracterizan por el procedimiento, la zona de la sección inferior 38 y de la sección superior 40 se puede adaptar de tal manera que el punto central de densidad relativo así determinado coincida con el punto central de densidad real.

El procedimiento para determinar un parámetro de abertura se reproduce a continuación en el ejemplo de un objeto como una lechuga en las fig. 7A a 8B.

En la fig. 7A está representada una vista lateral de una lechuga en un estado abierto. A este respecto, la mayoría de las hojas de lechuga 44 crecen en una dirección esencialmente vertical o dirección z. Una vista en planta de la lechuga 43 está representada en la fig. 7B. En la fig. 8A, una lechuga 46 está representada esquemáticamente en un estado cerrado, en el que las hojas se cierran entre sí en el centro de la lechuga 46 y, por lo tanto, configuran una superficie en particular esférica 48. Ahora se define un círculo 50 con el radio R, dentro del cual se sitúa el producto cosechado y en particular la lechuga 43, 46. A continuación, el número de puntos de datos presentes dentro del círculo 50 se determina como Ntotal. A continuación, un segundo círculo 52 que presenta el radio R' se define alrededor del mismo centro que el círculo 50. En este caso, los radios R y R' y la relación de los radios R a R' se pueden seleccionar libremente y, dependiendo del caso de aplicación, adaptarse a los productos cosechados respectivos. En particular, los radios de la fig. 7B y la fig. 8B se pueden seleccionar de forma diferente.

Luego, el número de los puntos de datos dentro del círculo 52 se determina como Nnúcleo. La relación de Nnúcleo con respecto a Ntotal en relación con la superficie del respectivo círculo 50, 52 se determina como un parámetro de abertura. Por lo tanto, el parámetro de abertura se determina como la relación de las densidades de puntos de datos dentro de los círculos 50 y 52. Expresado de otra forma, la relación de los radios R' con respecto a R = C con 0 < C < 1 da como resultado el parámetro de abertura con respecto a Nnúcleo/(C2 ■ Ntotal).

Dado que, en el caso de la lechuga 43, las hojas están esencialmente perpendiculares al sensor 10, para estas no se puede determinar ninguno o solo un pequeño número de puntos de datos. Por otro lado, una pluralidad de puntos de datos se puede elaborar de forma fiable en la zona de núcleo esférica de la lechuga 46, ya que la superficie esférica 48 de la lechuga 46 está alineada de forma perpendicular al sensor y, por lo tanto, se puede detectar fácilmente por este. De esta manera se puede determinar fácilmente un parámetro específico al objeto que reproduce el estado del producto cosechado y, por lo tanto, permite realizar el procesamiento o la cosecha siguientes de forma fiable. En este caso, en particular, se puede tener en cuenta la forma individual del producto cosechado específico o de una lechuga o col individual.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para caracterizar un objeto por medio de la medición de distancia con las etapas:

a) en particular la determinación línea por línea de los perfiles de altura mediante la medición de distancia y b) evaluación de los perfiles de altura determinados para caracterizar el objeto,

donde la caracterización comprende la posición del objeto,

caracterizado porque para determinar la posición de un objeto,

a) los elementos de superficie se determinan a partir de los perfiles de altura determinados,

b) los vectores normales se determinan para cada uno de estos elementos de superficie, donde los vectores normales parten del elemento de superficie respectivo, y

c) el punto de cruce o el punto con la mayor densidad de cruces o valor medio de todos los puntos de cruce de los vectores normales se determina como la posición del objeto,

en el que además

a) se determina un círculo con el radio R dentro del cual se sitúa esencialmente el objeto;

b) la longitud máxima de los vectores normales se limita a Ci2 ■ R, donde Ci se selecciona mayor d e l; y/o b') la longitud mínima de los vectores normales se limita a C²²■ R, donde C²se selecciona menor de 1.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la longitud de los vectores normales se modifica en función de la distancia del centro y/o en función de un ángulo a entre la perpendicular y el vector normal respectivo.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que adicionalmente se determina un parámetro específico al objeto, donde para la determinación del parámetro específico al objeto

a) se determina una zona B dentro de la cual se sitúa esencialmente el objeto;

b) se elaborará un histograma para todos los puntos de datos de los perfiles de altura que se sitúan dentro de la zona B,

c) el histograma se divide en una sección inferior, una sección media y una sección superior;

d) se determina un valor medio ponderado para la sección media del histograma y

e) como centro de densidad relativo se toma una mediana del histograma dividida por el valor medio ponderado.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el objeto es un producto cosechado y en particular una lechuga o col.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que adicionalmente se determina un parámetro específico al objeto, donde para la determinación del parámetro específico al objeto

a) se determine una zona B dentro de la cual se sitúa esencialmente el producto cosechado y en particular la lechuga o la col,

b) el número de puntos de datos dentro de la zona B se determina siendo Ntotal,

c) se determina la zona A de la zona B,

d) se define un radio R',

e) el número de puntos de datos dentro del radio R' se determina siendo Nnúcleo y

f) la relación de (A ■ Nnúcleo)/(R' 2 ■ n ■ Ntotal) se determina como el parámetro de abertura.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la medición de distancia se realiza mediante ultrasonido o triangulación por láser.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la evaluación de los perfiles de altura determinados para caracterizar un objeto se realiza en tiempo real.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la medición de distancia se realiza por medio de un sensor y, a este respecto, el objeto se mueve con respecto al sensor mediante el movimiento del objeto y/o mediante el movimiento del sensor.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que se realiza una evaluación continua después de cada perfil de altura recientemente detectado.