[發(fā)明專利]無人機和機械車協(xié)同的采摘機器人系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210798425.6
• 申請日: 2022-07-08
• 公開（公告）號: CN115104432A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹力量;吳賀俊;徐白云;聞健;蘇凡
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30;A01D91/04;B25J11/00;B64C39/02
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 梁嘉琦

本申請公開了無人機和機械車協(xié)同的采摘機器人系統(tǒng)和方法，本申請的系統(tǒng)包括地面載具、控制器和無人機；所述無人機攜帶有機械臂，所述無人機通過所述機械臂對采摘物進行采摘；所述地面載具設(shè)有漏斗裝置和儲存裝置，所述無人機完成采摘后，所述地面載具通過所述漏斗裝置接收采摘物，通過所述儲存裝置儲存采摘物。本申請?zhí)岢隽说孛孑d具和無人機的協(xié)同，能適應(yīng)復(fù)雜多變的地形，實現(xiàn)了低成本采摘樹體較高的水果，或長在狹窄空間處的、不能探入升降機和機械臂的位置上的水果。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及農(nóng)業(yè)自動化領(lǐng)域，尤其是無人機和機械車協(xié)同的采摘機器人系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

水果的采摘周期一般較短，若不能被及時采摘，會過熟腐爛，造成浪費和經(jīng)濟損失。因此，如何高效率且精準地采摘水果便成為了需要解決的問題。

現(xiàn)有采摘機器人多使用六軸以上的機械臂來采摘水果，但機械臂的高度往往不足，無法采摘較高位置水果。加裝剪刀式升降機或曲臂可能可以解決高度問題，但這導(dǎo)致底盤需承載額外較高的重量，造成采摘機器人成本高和能源浪費；此外，加裝曲臂還要求底盤配備可伸出的支撐腳，才能防止升降機或曲臂側(cè)翻，這要占據(jù)非常大的空間；最后，六軸機械臂移動緩慢，且活動空間大，容易剮蹭果樹。

因此，相關(guān)技術(shù)存在的上述技術(shù)問題亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容

本申請旨在解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本申請實施例提供無人機和機械車協(xié)同的采摘機器人系統(tǒng)和方法，能夠高效率且精準地采摘水果便成為了需要解決的問題。

根據(jù)本申請實施例一方面，提供無人機和機械車協(xié)同的采摘機器人系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括地面載具、控制器和無人機；

所述無人機攜帶有機械臂，所述無人機通過所述機械臂對采摘物進行采摘；

所述地面載具設(shè)有漏斗裝置和儲存裝置，所述無人機完成采摘后，所述地面載具通過所述漏斗裝置接收采摘物，通過所述儲存裝置儲存采摘物；

所述控制器通過無線信號控制所述地面載具和所述無人機運行。

在其中一個實施例中，所述無人機利用深度雙目相機和視覺SLAM算法進行避障、定位采摘物和移動。

在其中一個實施例中，所述深度雙目相機獲得所述無人機到采摘物的深度距離信息和二維平面圖像，根據(jù)所述深度距離信息和二維平面圖像獲得三維立體模型。

在其中一個實施例中，所述無人機移動至預(yù)設(shè)位置后，向所述機械臂發(fā)送控制指令控制所述機械臂將水果采摘下來；

其中，所述預(yù)設(shè)位置為采摘物處于所述機械臂抓取范圍的位置。

在其中一個實施例中，所述漏斗裝置和所述儲存裝置通過螺旋管道連接，所述漏斗裝置通過所述螺旋管道將采摘物運送至所述儲存裝置。

在其中一個實施例中，所述無人機完成采摘后通知所述地面載具，所述地面載具收到通知后根據(jù)采摘物的高度升降到對應(yīng)位置，所述對應(yīng)位置為所述漏斗裝置與采摘物的距離小于預(yù)設(shè)距離的位置。

在其中一個實施例中，所述地面載具為履帶式運輸車。

根據(jù)本申請實施例一方面，提供一種無人機和機械車協(xié)同的采摘機器人方法，其特征在于，應(yīng)用于前面實施例所述的無人機和機械車協(xié)同的采摘機器人系統(tǒng)，所述方法包括：

通過無人機對采摘物進行采摘；

完成采摘后通過地面載具接收采摘物，儲存采摘物；

通過無線信號控制所述地面載具和所述無人機運行。

在其中一個實施例中，所述方法還包括：

獲得所述無人機到采摘物的深度距離信息和二維平面圖像；