[發(fā)明專利]一種智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人云控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910489190.0
• 申請(qǐng)日: 2019-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110308753B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉成良;林洪振;李彥明;貢亮;黃亦翔;雷軍波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D27/02
• 分類號(hào): G05D27/02
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人云控制系統(tǒng)，其特征在于，包括智能終端模塊、協(xié)議解析模塊、智能云端模塊以及智能服務(wù)模塊；其中：

所述智能服務(wù)模塊，用于向智能云端模塊上傳作業(yè)任務(wù)；

所述智能云端模塊，用于對(duì)輸入的作業(yè)任務(wù)進(jìn)行決策，并生成調(diào)度信息經(jīng)協(xié)議解析模塊輸出至智能終端模塊；同時(shí)通過(guò)協(xié)議解析模塊接收智能終端模塊反饋的作業(yè)數(shù)據(jù)，并根據(jù)作業(yè)數(shù)據(jù)調(diào)整作業(yè)計(jì)劃通過(guò)協(xié)議解析模塊輸出至智能服務(wù)模塊；

所述智能終端模塊，用于根據(jù)調(diào)度信息執(zhí)行作業(yè)任務(wù)，并將作業(yè)數(shù)據(jù)經(jīng)協(xié)議解析模塊上傳至智能云端模塊；

所述智能終端模塊包括互聯(lián)通信單元、智能感知單元、邊緣計(jì)算單元、現(xiàn)場(chǎng)控制單元和智能農(nóng)機(jī)單元；其中：

所述互聯(lián)通信單元，用于實(shí)現(xiàn)智能終端模塊、協(xié)議解析模塊與智能云端模塊之間的通信連接；

所述智能感知單元，布置在智能農(nóng)機(jī)單元上，包括農(nóng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)傳感器和環(huán)境信息傳感器，用于感知農(nóng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境狀況；

所述邊緣計(jì)算單元，用于對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并將處理后的數(shù)據(jù)上傳至智能云端模塊；

所述現(xiàn)場(chǎng)控制單元，根據(jù)智能云端模塊的調(diào)度信息控制智能農(nóng)機(jī)單元執(zhí)行作業(yè)任務(wù)；

所述協(xié)議解析模塊包括協(xié)議特征庫(kù)單元和智能比對(duì)解析單元；其中：

所述協(xié)議特征庫(kù)單元，用于存儲(chǔ)傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)流特征；

所述智能比對(duì)解析單元，用于對(duì)比上傳的數(shù)據(jù)與協(xié)議特征庫(kù)單元中的協(xié)議數(shù)據(jù)流特征，并在判斷出協(xié)議類型后將數(shù)據(jù)解析為統(tǒng)一格式后傳輸；

所述智能云端模塊包括：數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)和智能決策單元；其中：

所述數(shù)據(jù)庫(kù)，包括智能控制算法庫(kù)和農(nóng)機(jī)管控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，所述智能控制算法庫(kù)用于存儲(chǔ)智能控制算法；所述農(nóng)機(jī)管控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)智能終端信息和農(nóng)田環(huán)境信息；

所述知識(shí)庫(kù)，包括功能軟件生成庫(kù)和遠(yuǎn)程運(yùn)維模型庫(kù)，所述功能軟件生成庫(kù)用于存儲(chǔ)開(kāi)發(fā)工具；所述遠(yuǎn)程運(yùn)維模型庫(kù)用于存儲(chǔ)針對(duì)不同農(nóng)業(yè)環(huán)境的遠(yuǎn)程運(yùn)維模型；

所述智能云端模塊接收所述智能服務(wù)模塊的作業(yè)任務(wù)，在參考所述知識(shí)庫(kù)的遠(yuǎn)程運(yùn)維模型庫(kù)和所述數(shù)據(jù)庫(kù)的智能控制算法庫(kù)和農(nóng)機(jī)管控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的情況下，使用所述智能控制算法庫(kù)中的不同控制算法對(duì)作業(yè)任務(wù)進(jìn)行模擬計(jì)算，得到這項(xiàng)作業(yè)任務(wù)使用不同控制算法下的工作時(shí)間和工作質(zhì)量，并將工作時(shí)間和工作質(zhì)量作為計(jì)算結(jié)果輸出至智能決策單元；

所述智能決策單元，用于比對(duì)不同控制算法的模擬計(jì)算結(jié)果，也就是工作時(shí)間和工作質(zhì)量，并從中選擇一個(gè)最優(yōu)的調(diào)度信息進(jìn)行使用；

所述智能服務(wù)模塊包括智能客戶端單元、智能運(yùn)維單元、機(jī)群調(diào)度單元、設(shè)備管理單元和資源管理單元；其中：

所述智能客戶端單元，提供管理客戶端，用于輸入作業(yè)任務(wù)；

所述智能運(yùn)維單元，根據(jù)智能云端模塊對(duì)智能終端模塊反饋的作業(yè)數(shù)據(jù)的分析，提醒用戶對(duì)智能終端模塊進(jìn)行維修保養(yǎng)；

所述機(jī)群調(diào)度單元，通過(guò)智能客戶端單元實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)智能終端模塊的調(diào)度；

所述設(shè)備管理單元，通過(guò)智能客戶端單元監(jiān)控智能終端模塊的運(yùn)行狀態(tài)；

所述資源管理單元，根據(jù)智能云端模塊中存儲(chǔ)的農(nóng)田環(huán)境信息，對(duì)農(nóng)田資源進(jìn)行管理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人云控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能終端模塊還包括如下任意一項(xiàng)或任意多項(xiàng)：

-所述互聯(lián)通信單元，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，并按設(shè)定計(jì)劃進(jìn)行發(fā)送；

-所述現(xiàn)場(chǎng)控制單元，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制智能農(nóng)機(jī)單元進(jìn)行具體的動(dòng)作；

-所述農(nóng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，至少包括：位置、姿態(tài)、速度、方向、燃油油量或電量、功率、冷卻液溫度中的任意一項(xiàng)或任意多項(xiàng)；

-所述環(huán)境狀況，至少包括：溫度、濕度、光照、土壤養(yǎng)分信息、周邊障礙物信息中的任意一項(xiàng)或任意多項(xiàng)；

-所述邊緣計(jì)算單元，對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，至少包括：判斷、數(shù)據(jù)清洗、脫敏、輕量深度報(bào)解析、數(shù)據(jù)緩存、上線同步、數(shù)據(jù)壓縮中的任意一項(xiàng)或任意多項(xiàng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人云控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能云端模塊還包括如下任意一項(xiàng)或任意多項(xiàng)：

-所述智能終端信息，至少包括：數(shù)據(jù)指令傳輸協(xié)議、能夠完成的作業(yè)任務(wù)類型、農(nóng)機(jī)機(jī)身尺寸規(guī)格、農(nóng)機(jī)額定功率中的任意一項(xiàng)或任意多項(xiàng)；

-還包括機(jī)器學(xué)習(xí)單元，所述機(jī)器學(xué)習(xí)單元用于存儲(chǔ)已生成的調(diào)度信息，為智能決策單元進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)提供決策案例。