[發(fā)明專(zhuān)利]基于LabVIEW的果園機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可視化方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011316020.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112130580A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊福增;王美茸;劉恒;卞雨觀;毛文菊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05D1/08
• 分類(lèi)號(hào): G05D1/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了基于LabVIEW的果園機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可視化方法，該方法包括以下步驟：1、供電系統(tǒng)給履帶式果園機(jī)器人供電后，設(shè)置傳感器采集果園機(jī)器人的姿態(tài)數(shù)據(jù)并傳輸給單片機(jī)；2、采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊處理經(jīng)串口通信單元通過(guò)TTL方式傳輸至PC；3、PC收到數(shù)據(jù)通過(guò)路由模塊傳輸給位于上位機(jī)的機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)；4、其收到數(shù)據(jù)通過(guò)基于LabVIEW的果園機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)處理；5、操作者可通過(guò)LabVIEW平臺(tái)對(duì)果園機(jī)器人進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，PC將調(diào)整數(shù)據(jù)經(jīng)路由模塊、PC傳給單片機(jī)；6、單片機(jī)中的控制單元和串口通信單元控制果園機(jī)器人。本發(fā)明采用LabVIEW平臺(tái)設(shè)計(jì)，不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)控果園機(jī)器人的姿態(tài)，更重要的是降低了門(mén)檻，有利于更多的人進(jìn)行使用與設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，特別提供了基于LabVIEW的果園機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可視化方法。

背景技術(shù)

目前機(jī)器人的姿態(tài)監(jiān)控與調(diào)整大多在工業(yè)領(lǐng)域使用較多，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控與調(diào)整較少。除此之外，大多工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控與調(diào)整采用的均為C、VB等語(yǔ)言設(shè)計(jì)其姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜易出錯(cuò)，設(shè)計(jì)門(mén)檻高，且對(duì)用戶不友好，即C或VB等語(yǔ)言設(shè)計(jì)的機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)使用該系統(tǒng)的操作人員不友好；故本發(fā)明采用基于LabVIEW的果園機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可視化方法，采用LabVIEW平臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單易懂、不易出錯(cuò)，設(shè)計(jì)門(mén)檻較低；而且對(duì)于使用該果園機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可視化方法的操作人員來(lái)說(shuō)，用戶界面友好易操作，對(duì)該方法的推廣有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問(wèn)題提出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是對(duì)果園機(jī)器人的姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，提供了基于LabVIEW的果園機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可視化方法，通過(guò)LabVIEW平臺(tái)的程序設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)視及調(diào)整控制果園機(jī)器人的姿態(tài)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

基于LabVIEW的果園機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可視化方法，其特征在于包括下位機(jī)設(shè)計(jì)方法和上位機(jī)設(shè)計(jì)方法，所述下位機(jī)設(shè)計(jì)方法包括以下步驟：

步驟1、供電系統(tǒng)（1）給果園機(jī)器人供電后，在電機(jī)（7）驅(qū)動(dòng)下的履帶式果園機(jī)器人機(jī)身設(shè)置速度、加速度、角速度和角度等傳感器采集果園機(jī)器人的姿態(tài)數(shù)據(jù)并傳輸給單片機(jī)（3）；

步驟2、采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)單片機(jī)（3）的數(shù)據(jù)采集模塊（2）模塊處理數(shù)據(jù)經(jīng)串口通信單元（32）通過(guò)TTL通信方式傳輸至PC（4）；

步驟3、將PC（4）收到的數(shù)據(jù)通過(guò)路由模塊（8）即Wi-Fi通信模塊傳輸給位于上位機(jī)的機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)（5）；

步驟4、位于上位機(jī)的機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)（5）收到下位機(jī)采集的數(shù)據(jù)通過(guò)基于LabVIEW的果園機(jī)器人姿態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（6）處理并可視化；

步驟5、操作者可通過(guò)LabVIEW平臺(tái)對(duì)果園機(jī)器人進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，PC（4）將調(diào)整數(shù)據(jù)經(jīng)路由模塊（8）、PC（4）通過(guò)TTL通信方式傳輸給下位機(jī)單片機(jī)（3）；

步驟6、單片機(jī)（3）中的控制單元（33）和串口通信單元（32）根據(jù)單片機(jī)（3）指令做出相應(yīng)動(dòng)作與姿態(tài)，例如果園機(jī)器人的滾動(dòng)角、偏向角、速度等和攝像頭（21）的俯仰角、偏向角等。

進(jìn)一步地，所述步驟1中所述供電系統(tǒng)（1）采用電池直接供電，以便果園機(jī)器人可以行駛更廣的范圍。

進(jìn)一步地，所述步驟1中所述電機(jī)（7）驅(qū)動(dòng)的履帶式機(jī)器人，其電機(jī)（7）驅(qū)動(dòng)芯片采用BTS7960，其優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電流大，驅(qū)動(dòng)方式簡(jiǎn)單，電路搭建方便。

進(jìn)一步地，所述步驟1中所述數(shù)據(jù)采集模塊（2）模塊不僅需要采集果園數(shù)據(jù)信息，而且還需采取車(chē)體運(yùn)行數(shù)據(jù)回傳給上位機(jī)。因此，作為傳感器的精度和穩(wěn)定性尤為重要。