[发明专利]机械手采摘的控制方法

说明书

本发明公开了一种机械手采摘的控制方法,包括如下步骤：（1）通过立体视觉、GPS系统测出桑叶桑枝及障碍物位置；（2）在世界坐标下以摄像机为原点计算出桑叶桑枝及障碍物坐标；（3）经特征提取建立虚拟三维模型，应用直线探测法算出机械手最优运动路径；（4）电动机驱动固定机械手按最优路径到指定位置并反馈；（5）固定机械手在力传感器监控下握紧桑枝，采摘机械手按最优路径到指定位置；（6）立体视觉系统得桑叶图像，识别系统监控采摘动作；（7）采摘、固定机械手依次按记忆路径返回；（8）收集桑叶，完成采摘。本发明可使机械手按搜索得到的最优采摘路径进行工作，从而节省时间、提高效率，具有实用性强、操控简单、使用灵活优点。

技术领域

本发明涉及树叶采摘机器领域，具体涉及一种机械手采摘的控制方法。

背景技术

随着东桑西移工程的实施，目前全国的桑蚕养殖处于旺盛阶段，但是我国的采摘桑叶主要通过手工采摘，手工采摘时间长，劳动强度大，还会使农户的手部受伤。国家为保持农民收入持续较快增长需要大力发展农业机械化，农业机械化更是推进现代农业建设的重要物质基础。

近几年来，采桑机械取得了一定的发展，在桑叶采摘方面也产生了许多专利。

专利号为201120287574.3，名称为“桑叶采摘器”的中国实用新型专利公开了一种桑叶采摘器，该采摘器具有速度快，采摘桑叶不伤手，体积小，可单手握在手心操作，左右手均可。重量轻，不到150克，适用各种桑树品种，对于大小不同的桑枝都可快速采摘；

专利号为201220176574.0，名称为“一种新型桑叶采摘机”的中国实用新型专利公开了一种新型桑叶采摘机，该新型桑叶采摘机中间凹的S形的导板设置于储电池驱动器前下部，由带齿钉的传送带，收集风扇，滚轮，连杆，下收集板，轮子，打轮，上收集网，操纵杆，出叶口组成。

这些采桑器的出现虽然可以大大的降低农户的劳动强度，但是这些桑叶采摘器的设计都没有改变桑农的采摘模式，主要还是依靠桑农的人工劳动力，劳动成本高，采摘速度和采摘效率偏低，使用不方便。

发明内容

本发明的针对现有技术的不足，本发明解决的问题是如何改变桑农的采摘模式，提高桑叶采摘速度和采摘效率，并且在采摘过程能降低劳动成本、使用方便。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种机械手采摘的控制方法，包括如下步骤：

(1)通过立体视觉系统及GPS模块检测和识别得出桑叶、桑枝、障碍物位置信息。

(2)以摄像机作为世界坐标的原点，确定桑叶、桑枝、障碍物的世界坐标，计算出桑叶、桑枝、障碍物坐标信息。

(3)对桑叶、桑枝、障碍物进行特征提取，建立虚拟三维模型，应用基于直线探测法进行机械手路径规划计算，得到无碰路径，确定最优运动路径，其具体过程如下：