[發(fā)明專利]草莓采摘機器人及草莓采摘方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711099431.8
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107711079A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于小洛;姜學(xué)智;崔傳祎;陳海蕓;李亞寧;秦倩怡;王一男
• 申請（專利權(quán)）人: 于小洛
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

1.一種草莓采摘機器人，其特征在于，包括位移裝置(1)、傳動裝置(2)和采摘裝置(3)；其中，

所述傳動裝置(2)包括傳動支架(21)，位于所述傳動支架(21)頂部的底部舵機(22)，位于所述底部舵機(22)上方的中部舵機(23)，以及位于所述中部舵機(23)上方的頂部舵機(24)；

所述底部舵機(22)與所述中部舵機(23)通過第一連接塊(25)相連，所述中部舵機(23)與所述頂部舵機(24)通過第二連接塊(26)相連；

所述傳動支架(21)位于所述位移裝置(1)上；

所述采摘裝置(3)包括采摘支架(31)，位于所述采摘支架(31)底部的采摘驅(qū)動電機(32)，均位于所述采摘支架(31)頂部相對設(shè)置的兩個活動桿(33)和兩個夾取殼體(34)，以及位于所述采摘支架(31)內(nèi)部的絲杠(35)和活動推桿(36)；

所述活動桿(33)和所述夾取殼體(34)相應(yīng)固定連接，且所述活動桿(33)和所述夾取殼體(34)的連接處與所述采摘支架(31)同軸鉸接；

兩個所述夾取殼體(34)的開口處相對設(shè)置；

所述絲杠(35)分別連接所述采摘驅(qū)動電機(32)和所述活動推桿(36)；所述活動推桿(36)還活動連接兩個所述活動桿(33)；

所述采摘支架(31)位于所述頂部舵機(24)上；

所述夾取殼體(34)上設(shè)置有光電傳感器(37)和圖像采集器(38)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的草莓采摘機器人，其特征在于，

所述底部舵機(22)在所述傳動支架(21)上360°旋轉(zhuǎn)；

所述第一連接塊(25)在所述底部舵機(22)上-80～80°旋轉(zhuǎn)；

所述中部舵機(23)在所述第一連接塊(25)上-80～80°旋轉(zhuǎn)；

所述第二連接塊(26)在所述中部舵機(23)上360°旋轉(zhuǎn)；

所述頂部舵機(24)在所述第二連接塊(26)上-80～80°旋轉(zhuǎn)；

所述采摘支架(31)在所述頂部舵機(24)上-120～120°旋轉(zhuǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的草莓采摘機器人，其特征在于，所述傳動裝置(2)還包括傳動底板(27)和傳動轉(zhuǎn)軸(28)，所述傳動支架(21)與所述傳動底板(27)通過所述傳動轉(zhuǎn)軸(28)相連；所述傳動支架(21)在所述傳動底板(27)上豎直移動。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的草莓采摘機器人，其特征在于，所述采摘裝置(3)還包括固定軸(39)和套環(huán)(310)；

所述絲杠(35)上設(shè)置有契塊(311)，所述契塊(311)上設(shè)置所述活動推桿(36)；

所述固定軸(39)貫穿所述契塊(311)，且所述固定軸(39)與所述采摘驅(qū)動電機(32)固定連接；

所述套環(huán)(310)固定設(shè)置在所述活動桿(33)上，且所述套環(huán)(310)活動套設(shè)在所述活動推桿(36)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的草莓采摘機器人，其特征在于，所述位移裝置(1)包括履帶式車盤(11)或線性滑臺(12)。

6.一種草莓采摘方法，其特征在于，所述方法包括：

如權(quán)利要求1-5中任意一項所述的草莓采摘機器人中的圖像采集器采集草莓圖像；

通過顏色空間轉(zhuǎn)換法、圖像分割法識別所述草莓圖像；

獲取所述草莓的質(zhì)心，結(jié)合識別后的所述草莓圖像定位草莓位置；

控制所述草莓采摘機器人根據(jù)所述草莓位置采摘草莓。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的草莓采摘方法，其特征在于，所述通過顏色空間轉(zhuǎn)換法、圖像分割法識別所述草莓圖像包括：

將所述草莓圖像的RGB顏色模型中的每一個點轉(zhuǎn)化為HSV中的一個點，以建立HSV顏色模型；

設(shè)定綠色區(qū)域的H門限值；

根據(jù)所述H門限值將所述HSV顏色模型進行H分割，得到識別后的草莓圖像。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的草莓采摘方法，其特征在于，所述獲取所述草莓的質(zhì)心，結(jié)合識別后的所述草莓圖像定位草莓位置包括：

根據(jù)所述草莓圖像獲取所述草莓的質(zhì)心坐標(biāo)；

獲取光電傳感器與所述草莓之間的距離；

根據(jù)所述質(zhì)心坐標(biāo)和所述距離確定所述草莓位置。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的草莓采摘方法，其特征在于，所述方法還包括對識別后的所述草莓圖像去噪和/或圖像填充處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的草莓采摘方法，其特征在于，所述草莓采摘機器人中的圖像采集器采集草莓圖像還包括：控制草莓采摘機器人避障式移動到待采摘草莓附近。