[發(fā)明專利]葡萄樹剪枝機器人裝置在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711438661.2 | 申請日： | 2017-12-27 |
| 公開（公告）號： | CN109964675A | 公開（公告）日： | 2019-07-05 |
| 發(fā)明（設計）人： | 韓鵬 | 申請（專利權）人： | 天津藍多可科技有限公司 |
| 主分類號： | A01G3/033 | 分類號： | A01G3/033 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 301734 天津市武清區(qū)南*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 剪枝 工控機 修枝剪 葡萄樹 雙目立體視覺 工業(yè)攝像機 機器人裝置 圖像采集卡 自動導航 農(nóng)業(yè)機械 圖像數(shù)據(jù)傳送 云臺攝像機 分析處理 工作效率 關節(jié)運動 輪驅(qū)動器 樹枝圖像 圖像識別 圖像信息 點坐標 機械臂 履帶車 采集 葡萄 指令 規(guī)劃 | ||
葡萄樹剪枝機器人裝置，包括自動導航模塊、剪枝模塊和雙目立體視覺模塊；所述的自動導航模塊包括履帶車、云臺攝像機、左右輪驅(qū)動器和工控機；剪枝模塊包括農(nóng)業(yè)機械臂和末端修枝剪，農(nóng)業(yè)機械臂，用于裝備末端修枝剪，并引導末端修枝剪實現(xiàn)剪枝動作；末端修枝剪，用于實現(xiàn)剪枝動作；工控機包括用于分析處理葡萄樹枝圖像信息，提取剪枝點坐標信息，規(guī)劃機械臂軌跡，并下發(fā)各關節(jié)運動指令；雙目立體視覺模塊包括兩個工業(yè)攝像機、圖像采集卡和工控機，兩個工業(yè)攝像機采集葡萄樹圖像信息，通過圖像采集卡將圖像數(shù)據(jù)傳送至工控機進行圖像識別和處理。本發(fā)明能降低勞動強度、提高工作效率。
本發(fā)明涉及智能機器人領域，尤其是葡萄樹剪枝機器人裝置。
葡萄樹的修剪可以調(diào)節(jié)生長和結果的關系，以增加葡萄產(chǎn)量。每年葡萄種植需要進行冬剪、更新修剪、夏剪等多次剪枝整枝。在葡萄樹種植過程中，剪枝環(huán)節(jié)工作量大，任務繁重。目前，剪枝環(huán)節(jié)仍然以人工作業(yè)為主，機械化水平很低，勞動強度很大，需要更加高效省力的設備，將果農(nóng)從繁重的手工勞動中解救出來。
計算機視覺是研究計算機模擬生物外顯或宏觀視覺功能的科學和技術，是涉及人工智能、神經(jīng)生物學、計算機科學、圖像處理以及模式識別等多個領域的交叉學科。計算機視覺技術是20世紀70年代初期在遙感圖片和生物醫(yī)學圖片分析兩項應用技術取得卓有成效后開始興起的，其理論基礎是70年代中后期逐漸形成的Marr視覺計算理論。
計算機視覺技術與人類視覺相比，具有很多優(yōu)點，使得計算機視覺技術在農(nóng)業(yè)領域的應用具有廣闊的前景。計算機視覺技術在農(nóng)業(yè)機械上的研究與應用，始于20世紀70年代末期，主要研究集中與農(nóng)產(chǎn)品分選機械中利用計算機視覺技術對農(nóng)產(chǎn)品(如蘋果、桃、香蕉、西紅柿、黃瓜等)進行品質(zhì)檢測和分級等，有些已取得了實用性成果。
為了克服已有人工葡萄剪枝作業(yè)的勞動強度大、工作效率低的不足，本發(fā)明提供降低勞動強度、提高工作效率的葡萄樹剪枝機器人裝置。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：
葡萄樹剪枝機器人裝置，所述葡萄樹剪枝機器人裝置包括自動導航模塊、剪枝模塊和雙目立體視覺模塊；
所述的自動導航模塊包括履帶車、云臺攝像機、左右輪驅(qū)動器和工控機；所述云臺攝像機安裝在履帶車上，所述云臺攝像機用于獲取葡萄園路況圖像信息；工控機用于分析處理路況圖像信息，獲取導航參數(shù)并下發(fā)導航參數(shù)至左右輪驅(qū)動器；所述左右輪驅(qū)動器根據(jù)導航參數(shù)來驅(qū)動履帶車的行走機構；
所述的剪枝模塊包括農(nóng)業(yè)機械臂、末端修枝剪、關節(jié)驅(qū)動器和工控機。農(nóng)業(yè)機械臂，用于裝備末端修枝剪，并引導末端修枝剪實現(xiàn)剪枝動作；末端修枝剪，用于實現(xiàn)剪枝動作；工控機用于分析處理葡萄樹枝圖像信息，提取剪枝點坐標信息，規(guī)劃機械臂軌跡，并下發(fā)運動指令至各關節(jié)控制器；關節(jié)驅(qū)動器根據(jù)運動指令，驅(qū)動農(nóng)業(yè)機械臂和末端修枝剪完成剪枝動作；
所述的雙目立體視覺模塊包括兩個工業(yè)攝像機、圖像采集卡和工控機，兩個工業(yè)攝像機采集葡萄樹圖像信息，通過圖像采集卡將圖像數(shù)據(jù)傳送至工控機進行圖像識別和處理。
進一步，所述的農(nóng)業(yè)機械臂采用5自由度設計，包括自下而上依次連接的腰關節(jié)、肩關節(jié)、大臂、肘關節(jié)、小臂和腕關節(jié)，所述腕關節(jié)與所述末端修枝剪連接。
再進一步，所述的末端修枝剪采用二桿三副的平面機構，所述二桿三副的平面機構的連桿與上刀片聯(lián)動。
更進一步，所述的雙目立體視覺裝置還包括照明裝置，用于提供剪枝作業(yè)的光照環(huán)境；所述的照明裝置采用四只高頻熒光燈以及直流電源模塊組成。
所述的雙目立體視覺裝置還包括支架，所述支架安裝在所述的履帶車上，兩個工業(yè)攝像機和四只高頻熒光燈安裝在支架上，所述的支架采用套筒結構設計，可伸縮調(diào)節(jié)支架高度。
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