[发明专利]一种果实采摘机器人的控制器

权利要求书

1.一种黄瓜采摘机器人的控制器，其特征在于，该控制器包括：

图像采集单元，用于采集待采摘区域的图像信息；

次处理单元，根据所述图像信息找出疑似黄瓜区域，并对疑似黄 瓜区域进行标记处理和特征提取处理，以此识别有无黄瓜，并使用预 设的静态定位算法计算黄瓜的位置坐标信息发送至主处理单元；采用 如下方式根据所述图像信息找出疑似黄瓜区域，并对疑似黄瓜区域进 行标记处理和特征提取处理，以此识别有无黄瓜：通过对所采集的一 路图像进行阈值处理，根据黄瓜本身的特点，通过计算像素和的方式 找到疑似黄瓜区域，再对该区域作标记处理和特征提取处理，根据黄 瓜的特征设置圆形度与面积参数，最终识别出有无黄瓜；

主处理单元，接收所述位置坐标信息，通过预设在主处理单元的 轨迹规划算法将所述位置坐标信息转化为对黄瓜采摘机器人机械臂 的控制信息，将所述控制信息发送至机器人的机械臂，使机器人完成 采摘动作；所述主处理单元的具体工作方式如下：在机械臂的运动学 和动力学的基础上，建立机械臂在关节空间和笛卡尔空间的运动方 程，根据采摘黄瓜的具体环境，对机械臂在运动过程中的位移，速度 和加速度进行规划，所述主处理单元获得所述位置坐标信息之后，调 用规划器计算出预期的运动轨迹，确定出运动到目标的路径点、持续 时间、运动速度，再利用所述路径点、持续时间、运动速度计算出机 械臂运动的位移、速度和加速度，最后生成运动轨迹，把所述路径点、 持续时间、运动速度发到各个机械臂关节；

其中，所述主处理单元通过CAN总线将所述控制信息发送至机 器人的机械臂；

所述次处理单元采用TMS320DM642处理器，所述主处理单元 采用S3C2410A处理器，所述TMS320DM642处理器通过HPI接口 与所述S3C2410A处理器进行通信。

2.如权利要求1所述的黄瓜采摘机器人的控制器，其特征在于， 所述图像采集单元包括两路摄像头，用于两路采集图像信息。

3.一种黄瓜采摘机器人的控制方法，其特征在于，该方法包括 以下步骤：

S1、图像采集单元采集待采摘区域的图像信息；

S2、根据采集的所述图像信息找出疑似黄瓜区域；

S3、通过对所述疑似黄瓜区域进行标记处理和特征提取处理，以 此识别有无黄瓜，

若发现黄瓜，则使用预设的静态定位算法计算黄瓜的位置坐标信 息；

若未发现黄瓜，继续进行步骤S2；

S4、使用预设的轨迹规划算法将所述位置坐标信息转化为对黄瓜 采摘机器人机械臂的控制信息；

S5、将所述控制信息发送至机器人的机械臂，使机器人完成采摘 动作；

执行步骤S2、S3时，采用如下方式根据所述图像信息找出疑似 黄瓜区域，并对疑似黄瓜区域进行标记处理和特征提取处理，以此识 别有无黄瓜：通过对所采集的一路图像信息进行阈值处理，根据黄瓜 本身的特点，通过计算像素和的方式找到疑似黄瓜区域，再对该区域 作标记处理和特征提取处理，根据黄瓜的特征设置圆形度与面积参 数，最终识别出有无黄瓜；

步骤S4、S5具体为：在机械臂的运动学和动力学的基础上，建 立机械臂在关节空间和笛卡尔空间的运动方程，根据采摘黄瓜的具体 环境，对机械臂在运动过程中的位移，速度和加速度进行规划，获得 目标的位置坐标之后，调用规划器计算出预期的运动轨迹，确定出运 动到目标的路径点、持续时间、运动速度，再利用所述运动到目标的 路径点、持续时间、运动速度计算出机械臂运动的位移、速度和加速 度，最后生成运动轨迹，把所述运动到目标的路径点、持续时间、运 动速度发到各个机械臂关节；

其中，所述步骤S5是通过CAN总线将所述控制信息发送至机 器人的机械臂；

采用TMS320DM642处理器完成所述步骤S2和步骤S3，采用 S3C2410A处理器完成所述步骤S4和步骤S5，所述TMS320DM642 处理器通过HPI接口与所述S3C2410A处理器进行通信。

4.如权利要求3所述的黄瓜采摘机器人的控制方法，其特征在 于，所述步骤S1通过两路摄像头两路采集图像信息。