[發明專利]一種田間智能機器人及其工作方法

有效

• 申請號: 201910824297.6
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110421580B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 李紹穩;張樂;李志強;孟余耀;傅雷揚;金秀
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J5/00;B25J19/04;A01B49/00;A01B49/04
• 代理公司: 合肥市科融知識產權代理事務所(普通合伙) 34126
• 代理人: 李慧

本發明適用于智能機器人技術領域，尤其涉及一種田間智能機器人，所述田間智能機器人包括：移動平臺，用于帶動所述機器人移動；多目標識別測距模塊，用于采集田間圖像信息；控制器，用于接收所述田間圖像信息，根據所述田間圖像信息識別田間異物，并控制除草與微耕模塊清除所述田間異物和對土地進行微耕；所述除草與微耕模塊用于在所述控制器的控制下清除所述田間異物和對土地進行微耕；電源模塊，用于為所述機器人供電。本發明實施例通過引入多目標識別測距模塊和除草與微耕模塊，能夠有效解決現有技術中對多目標識別與測距精度不高以及雜草異物清除時不能同步微耕且功能單一問題。

技術領域

本發明屬于智能機器人領域，尤其涉及一種田間智能機器人及其工作方法。

背景技術

農田田間的雜草清除與微耕自動化作業對于我國實現“智慧農業”戰略具有十分重要的意義，因為農田田間的雜草清除與微耕自動化作業有助于農作物的茁壯成長，促進農作物進行光合作用與根部的有氧呼氣。

隨著我國農業現代化智能程度的不斷加快，在自然生長環境條件下，如何準確高效清除田間農作物的雜草目標對于實現田間智能化管理起到重要作用，一方面有助于智能設備的自動化除草作業和自動水肥變量噴施，另一方面有助于減少田間農藥化肥的使用。因此，如何準確高效的清除田間農作物的雜草具有十分重要的意義，對于推進現代信息技術與農業的深度跨界融合也具有實際理論意義。現有的智能機器人絕大多數以傳統機器學習或者機器視覺的方式進行農作物與雜草目標識別，依賴于人工的設計與制造檢測特征，設計過程中易受主觀因素影響，最終形成的特征檢測特征也是參差不齊，難以適應自然環境因素的變化，泛化能力較差。

由此可見，現有的智能機器人存在難以適應不同環境，且泛化能力較差的問題，急需解決。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種田間智能機器人及其工作方法，旨在解決現有的智能機器人存在難以適應不同環境，且泛化能力較差的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種田間智能機器人，所述田間智能機器人包括：

移動平臺，設置有平臺主體和行駛輪，用于帶動所述機器人移動；

多目標識別測距模塊，安裝在所述移動平臺上，包括兩個深度相機，用于采集田間圖像信息，并傳輸至控制器；

所述控制器，用于接收所述田間圖像信息，根據所述田間圖像信息識別田間異物，并控制除草與微耕模塊清除所述田間異物和對土地進行微耕；

所述除草與微耕模塊，包括除草與微耕復合基座、可升降除草設備，微耕機械臂固定座、微耕機械臂、以及微耕機械爪，用于在所述控制器的控制下清除所述田間異物和對土地進行微耕；其中，所述除草與微耕復合基座固定連接在所述移動平臺上，所述除草與微耕復合基座上設置有可升降除草設備以及所述微耕機械臂固定座，所述微耕機械臂固定座四周對稱安裝有四個可轉動微耕機械臂，所述微耕機械臂的另一端安裝有微耕機械爪；以及

電源模塊，設置在所述移動平臺上，用于為所述機器人供電。

本發明實施例的另一目的在于提供一種田間智能機器人的工作方法，包括：

步驟一，以自然環境條件下的農作物與雜草圖像為樣本，基于深度學習中的經典TensorFlow深度學習框架，利用COCO數據集的預訓練模型進行初始化參數設置，遷移訓練得到農作物與雜草目標識別深度網絡模型，并對深度相機和可負載機械臂進行室外除草田間標定；

步驟二，控制器通過驅動行駛輪驅動電機的正轉與反轉，實現所述移動平臺的前進與后退，通過行駛輪驅動電機的差速旋轉實現所述移動平臺的轉向；所述深度相機獲取關鍵幀圖像，所述關鍵幀圖像至少包括田間雜草圖像；