专利汇可以提供一种温室环境下黄瓜采摘机器人系统及采摘方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 温室 环境下黄瓜采摘 机器人 系统,包括双目 立体视觉 系统,用于采集黄瓜图像,实时加以处理,获取 收获 目标的 位置 信息; 机械臂 装置,用于根据收获目标的位置信息,进行收获目标的抓取和分离;机器人移动平台,用于在温室环境下自主运动;双目立体视觉系统包括两个黑白摄像机、双通道视觉实时处理器、照明装置及滤光设备;机械臂装置包括执行机构、运动控制卡和关节 驱动器 ;机器人移动平台包括行走机构、 电机 驱动器、 云 台摄像头、处理器和运动 控制器 。本发明还公开了一种温室环境下黄瓜采摘方法。本发明使用 机器视觉 和 农业机械 相结合的方法,构建了适用于温室的黄瓜 采摘机 器人系统,实现了机器人的自动导航和黄瓜的自动收获,减少了人的劳动强度。,下面是一种温室环境下黄瓜采摘机器人系统及采摘方法专利的具体信息内容。
1、一种温室环境下黄瓜采摘机器人系统,其特征在于,所述系 统包括:
双目立体视觉系统,用于采集黄瓜图像,实时加以处理,获取收 获目标的位置信息;
机械臂装置,用于根据所述收获目标的位置信息,进行所述收获 目标的抓取和分离;
机器人移动平台,用于在温室环境下自主运动;
所述双目立体视觉系统包括:
两个黑白摄像机;
双通道视觉实时处理器,与所述两个黑白摄像机连接,用于完成 两路视频采集、图像识别及坐标运算;
所述机械臂装置包括:
执行机构;
运动控制卡,用于根据所述收获目标的位置信息进行轨迹规划, 并下发运动指令;
关节驱动器,用于根据所述运动指令,带动所述执行机构实现所 述收获目标的抓取和分离动作;
所述机器人移动平台包括:
行走机构;
电机驱动器,用于驱动所述行走机构;
云台摄像头,用于获取环境图像信息;
处理器,用于分析所述图像信息,获取并下发导航参数;
运动控制器,用于根据所述导航参数,控制所述电机驱动器驱动 所述执行机构进行运动。
2、如权利要求1所述的温室环境下黄瓜采摘机器人系统,其特 征在于,所述双目立体视觉系统还包括照明装置,用于提供适于收获 目标的识别采摘的光照环境;所述照明装置包括对称阵列分布的四个 光源和自适应能量输出的直流电源模块,所述电源模块用于给所述四 个光源提供电源。
3、如权利要求1所述的温室环境下黄瓜采摘机器人系统,其特 征在于,所述双目立体视觉系统还包括滤光设备,分别安装于所述两 个黑白摄像机的镜头前;所述滤光设备为近红外光谱波段、峰值透过 率大于90%的窄带干涉滤光器。
4、如权利要求1所述的温室环境下黄瓜采摘机器人系统,其特 征在于,所述双目立体视觉系统还包括支架,所述支架以套筒方式固 定在所述机器人移动平台上,并支撑所述双目立体视觉系统,根据需 要完成所述双目立体视觉系统的升降和旋转。
5、如权利要求1所述的温室环境下黄瓜采摘机器人系统,其特 征在于,所述机械臂装置采用5自由度设计,包括基座旋转、肩关节 俯仰、肘关节俯仰、腕关节俯仰和腕关节旋转。
6、如权利要求1所述的温室环境下黄瓜采摘机器人系统,其特 征在于,所述双目立体视觉系统与机械臂装置之间采用网口和RS232 串口连接,进行通信。
7、如权利要求1所述的温室环境下黄瓜采摘机器人系统,其特 征在于,所述双目立体视觉系统与机器人移动平台之间采用RS232 串口连接,进行通信。
8、一种温室环境下黄瓜采摘方法,其特征在于,所述方法包括 以下步骤:
S1.启动机器人移动平台沿导航线运动,双目立体视觉系统的右 摄像机进行单通道视频实时采集;
S2.对每帧右摄像机图像快速搜索,判断视场果实数量、成熟度 及大小;
S3.搜索到收获目标后,机器人移动平台停止运动,启动双通道 视频采集;
S4.左右摄像机同步获取场景中的收获目标的近红外图像,确定 左右图像中各收获目标的抓取点位置;
S5.判断摄像机公共视场范围内是否有对应匹配点;
S6.当有对应匹配点时,根据左右图像抓取点的视差进行三维信 息重建;
S7.双通道视觉实时处理器计算目标抓取点到双目立体视觉系 统坐标原点的坐标,将距离最近的抓取点目标作为当前采摘对象,并 由所述双目立体视觉系统原点与机械臂装置原点的相对位置关系,得 出与机械臂装置对应的收获目标的位置信息,发送至机械臂装置的运 动控制卡;
S8.机械臂装置的运动控制卡对所述位置信息进行轨迹规划,并 给出各关节的最佳运动参数,引导执行机构进行准确采摘。
9、如权利要求8所述的温室环境下黄瓜采摘方法,其特征在于, 在所述步骤S1之前,还包括:改变黄瓜采摘机器人系统的工作环境, 采用斜拉线栽培模式。
10、如权利要求8所述的温室环境下黄瓜采摘方法,其特征在于, 在所述步骤S8之后,还包括:重复步骤S4~S9,对所述场景范围内 的多个收获目标进行连续采摘,直至无对应抓取点,重新进行步骤 S1。
本发明涉及智能机器人技术领域,特别是涉及一种温室环境下黄 瓜采摘机器人系统及采摘方法。
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