[发明专利]一种果实采摘机器人的控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种农业收获机器人的控制器，具体是涉及一种在温 室环境下果实采摘机器人的控制器，属于自动化以及机器人领域。

背景技术

采摘机器人是21世纪精准农业的重要装备之一，是未来智能农 业机械的发展方向。移动式采摘机器人由机械手、末端执行器、移动 机构、机器视觉系统以及控制系统等构成。机械手的结构形式和自由 度直接影响采摘机器人智能控制的复杂性、作业的灵活性和精度。移 动机构的自主导航和机器视觉系统解决采摘机器人的自主行走和目 标定位，是整个机器人系统的核心和关键。日本在农业机器人研究方 面走在世界的前列，目前已成功研制了西瓜采摘机器人，橙子采摘机 器人，嫁接机器人等。美国最新研究了太阳能除草机器人，此外，我 国在农业机器人的研究也有一定的进展，上海交通大学机器人研究所 已完成了智能化联合收割机，蔬菜工厂化育苗流水线样机的研制，浙 江大学应一斌教授研究了水果自动分级机器人等。

然而，目前几乎所有农业机器人的控制系统都是通过PC来实现， 这就存在成本过高，传统的PC控制系统通用性差，可扩展性不高， 并且其存在功耗高，体积大，不便携等缺点。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种果实采摘机器人的控制器，以解决 上述缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案采用一种果实采摘机器人的 控制器，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果实区域，并对疑似果 实区域进行标记处理和特征提取处理，以此识别有无果实，并使用预 设的静态定位算法计算果实的位置坐标信息发送至主处理单元；

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果实采摘机器人机械臂 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。

其中，所述主控制单元通过CAN总线将所述控制信息发送至机器 人的机械臂。

其中，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。

其中，所述次处理单元通过计算像素找出疑似果实区域。

其中，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。

一种果实采摘机器人的控制方法，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果实区域；

S3、通过对所述疑似果实区域进行标记处理和特征提取处理，以 此识别有无果实，

若发现果实，则使用预设的静态定位算法计算果实的位置坐标信 息；

若未发现果实，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果实 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。

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。

其中，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。

其中，所述步骤S2是通过计算像素找出疑似果实区域。

其中，所述步骤S1通过两路摄像头两路采集图像信息。

本发明的果实采摘机器人的控制器作为嵌入式系统，具有功耗 低，集成度高，便携性好等优点，完全能够取代传统PC系统，实现 农业机器人在非结构化环境下的应用。本发明包含了TMS320DM642 和S3C2410A两个处理器，其中，TMS320DM642负责大数据量的图 像处理运算，S3C2410A负责控制末端执行器，两个处理器通过HPI 接口进行通信。本系统充分发挥了TMS320DM642快速处理海量数据 的能力和S3C2410A方便的控制能力，运算和控制可以同时进行，极 大的提高了效率。另一方面，本系统有很强的可扩展性，只要对算法 稍加改动就可以应用到许多相关的农业机器人中。