[发明专利]一种温室环境下黄瓜采摘机器人系统及采摘方法

权利要求书

1.一种温室环境下黄瓜采摘机器人系统，其特征在于，所述系统包括：

双目立体视觉系统，用于采集黄瓜图像，实时加以处理，获取收获目标的位置信息；

机械臂装置，用于根据所述收获目标的位置信息，进行所述收获目标的抓取和分离；

机器人移动平台，用于在温室环境下自主运动；

所述双目立体视觉系统包括：

两个黑白摄像机，用于同步获取场景中的收获目标的近红外图像，分别进行目标分割、品质分析和特征提取，确定左右图像中黄瓜的抓取点位置；

双通道视觉实时处理器，与所述两个黑白摄像机连接，用于判断摄像机公共视场范围内、左右图像中是否有彼此对应的抓取点的匹配点；当有对应匹配点时，所述双通道视觉实时处理器基于左右图像抓取点的视差，由三角法原理进行三维信息重建，并计算目标抓取点到双目立体视觉系统坐标原点的X、Y、Z坐标，将距离最近的抓取点目标作为当前采摘对象，并由所述双目立体视觉系统原点与机械臂装置原点的相对位置关系推出与机械臂装置对应的收获目标的位置信息，并将位置信息发送至机械臂装置的运动控制卡；

所述机械臂装置包括：

执行机构；

运动控制卡，用于根据所述双通道视觉实时处理器发送的收获目标的位置信息进行轨迹规划，并下发运动指令；

关节驱动器，用于根据所述运动指令，带动所述执行机构实现所述收获目标的抓取和分离动作；

所述机器人移动平台包括： 

行走机构；

电机驱动器，用于驱动所述行走机构；

云台摄像头，用于获取环境图像信息；

处理器，用于分析所述图像信息，获取并下发导航参数；

运动控制器，用于根据所述导航参数，控制所述电机驱动器驱动所述行走机构进行运动。

2.如权利要求1所述的温室环境下黄瓜采摘机器人系统，其特征在于，所述双目立体视觉系统还包括照明装置，用于提供适于收获目标的识别采摘的光照环境；所述照明装置包括对称阵列分布的四个光源和一个自适应能量输出的直流电源模块，所述电源模块用于给所述四个光源提供电源。

3.如权利要求1所述的温室环境下黄瓜采摘机器人系统，其特征在于，所述双目立体视觉系统还包括滤光设备，分别安装于所述两个黑白摄像机的镜头前；所述滤光设备为近红外光谱波段、峰值透过率大于90％的窄带干涉滤光器。

4.如权利要求1所述的温室环境下黄瓜采摘机器人系统，其特征在于，所述双目立体视觉系统还包括支架，所述支架以套筒方式固定在所述机器人移动平台上，并支撑所述双目立体视觉系统，根据需要完成所述双目立体视觉系统的升降和旋转。

5.如权利要求1所述的温室环境下黄瓜采摘机器人系统，其特征在于，所述机械臂装置采用5自由度设计，包括基座旋转、肩关节俯仰、肘关节俯仰、腕关节俯仰和腕关节旋转。

6.如权利要求1所述的温室环境下黄瓜采摘机器人系统，其特征在于，所述双目立体视觉系统与机械臂装置之间采用网口和RS232串口连接，进行通信。

7.如权利要求1所述的温室环境下黄瓜采摘机器人系统，其特征在于，所述双目立体视觉系统与机器人移动平台之间采用RS232 串口连接，进行通信。