[發(fā)明專利]一種基于視覺識(shí)別的山地果園智能采摘機(jī)器人

在審

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• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111837640A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙立軍;王孜涵;于洋;李強(qiáng);劉穎;王成琳;林鵬程;李春江;張乃夫;廖祺;李博鑫;陳爽
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶文理學(xué)院
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30;H04N5/232;H04N5/247;G01S15/931;B62D55/065;B25J19/02;B25J5/00;B25J11/00
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本發(fā)明公開了一種基于視覺識(shí)別的山地果園智能采摘機(jī)器人。該基于視覺識(shí)別的山地果園智能采摘機(jī)器人通過攝像系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場圖像并進(jìn)行圖像識(shí)別，在識(shí)別到待采摘的農(nóng)作物后通過算法控制第一履帶系統(tǒng)和第二履帶系統(tǒng)自動(dòng)導(dǎo)航至最佳采摘位置，過程中還可以通過超聲波傳感器實(shí)時(shí)避障。到達(dá)最佳采摘位置后，運(yùn)動(dòng)處理器繼續(xù)調(diào)用第一機(jī)械臂和/或第二機(jī)械臂對待采摘的農(nóng)作物進(jìn)行采摘。本發(fā)明所公開的基于視覺識(shí)別的山地果園智能采摘機(jī)器人能夠自動(dòng)導(dǎo)航且精準(zhǔn)采摘，減少了勞動(dòng)成本和采摘工作的危險(xiǎn)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)采摘設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種基于視覺識(shí)別的山地果園智能采摘機(jī)器人。

背景技術(shù)

在水果的生產(chǎn)作業(yè)中，收獲采摘是整個(gè)生產(chǎn)中最耗時(shí)最費(fèi)力的一個(gè)環(huán)節(jié)。水果收獲期間需投入的勞力約占整個(gè)種植過程的50％～70％。采摘作業(yè)質(zhì)量的好壞直接影響到水果的儲(chǔ)存、加工和銷售，從而最終影響市場價(jià)格和經(jīng)濟(jì)效益。水果收獲具有很強(qiáng)的時(shí)效性，屬于典型的勞動(dòng)密集型的工作。但是由于采摘作業(yè)環(huán)境和操作的復(fù)雜性，水果采摘的自動(dòng)化程度仍然很低，目前國內(nèi)水果的采摘作業(yè)基本上還是手工完成。在很多國家隨著人口的老齡化和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的減少，勞動(dòng)力不僅成本高，而且還越來越不容易得到，而人工收獲水果所需的成本在水果的整個(gè)生產(chǎn)成本中所占的比例竟高達(dá)33％～50％。高枝水果的采摘還帶有一定的危險(xiǎn)性。

因此，市場非常需要一種可以自動(dòng)導(dǎo)航且采摘精準(zhǔn)的基于視覺識(shí)別的山地果園智能采摘機(jī)器人來代替人工作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于視覺識(shí)別的山地果園智能采摘機(jī)器人，能夠通過攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝并識(shí)別出待采摘的農(nóng)作物，自動(dòng)導(dǎo)航至最佳采摘位置，自動(dòng)調(diào)用機(jī)械臂對待采摘的農(nóng)作物進(jìn)行采摘，減少了勞動(dòng)成本和采摘工作的危險(xiǎn)性。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種基于視覺識(shí)別的山地果園智能采摘機(jī)器人，其包括：

底盤、第一履帶系統(tǒng)、第二履帶系統(tǒng)、攝像系統(tǒng)、超聲波傳感器、存儲(chǔ)箱和抓取系統(tǒng)；

所述底盤上設(shè)置有運(yùn)動(dòng)處理器、避障處理器和蓄電池；

所述第一履帶系統(tǒng)和所述第二履帶系統(tǒng)均包括至少兩個(gè)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電機(jī)、至少兩個(gè)主動(dòng)輪、多個(gè)從動(dòng)輪和履帶；每個(gè)所述主動(dòng)輪分別與對應(yīng)的所述行進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別與所述運(yùn)動(dòng)處理器和所述蓄電池電連接；

所述攝像系統(tǒng)包括第一攝像頭和第二攝像頭，所述第一攝像頭和所述第二攝像頭對稱地設(shè)置于所述底盤上；所述第一攝像頭和所述第二攝像頭與所述運(yùn)動(dòng)處理器電連接；

所述超聲波傳感器設(shè)置于所述底盤的側(cè)邊，所述超聲波傳感器與所述避障處理器電連接；

所述存儲(chǔ)箱設(shè)置于所述底盤上；

所述抓取系統(tǒng)包括第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂；所述第一機(jī)械臂分別與所述運(yùn)動(dòng)處理器和所述蓄電池電連接；所述第二機(jī)械臂分別與所述運(yùn)動(dòng)處理器和所述蓄電池電連接。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述底盤上還設(shè)置有多個(gè)降壓電路板；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過對應(yīng)的所述降壓電路板與所述蓄電池電連接；所述第一機(jī)械臂通過對應(yīng)的所述降壓電路板與所述蓄電池電連接；所述第二機(jī)械臂通過對應(yīng)的所述降壓電路板與所述蓄電池電連接。

可以理解，履帶系統(tǒng)的動(dòng)力來源于驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力來源于電力，因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要蓄電池通過降壓電路板為其供電。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述第一履帶系統(tǒng)和所述第二履帶系統(tǒng)分別設(shè)置于所述底盤的兩側(cè)。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，同一履帶系統(tǒng)中，所述主動(dòng)輪之間通過所述履帶傳動(dòng)連接，所述主動(dòng)輪跟相鄰的兩個(gè)所述從動(dòng)輪進(jìn)行齒嚙合進(jìn)行傳動(dòng)，且相鄰的兩個(gè)所述從動(dòng)輪通過履帶進(jìn)行傳動(dòng)連接。