[发明专利]一种果蔬采摘机器人双边遥操作控制方法

说明书

本发明公开了一种果蔬采摘机器人双边遥操作控制方法，包括由单个操作员、单个手控器、监控中心、通讯环节以及多个果蔬采摘机器人、摄像头和果园环境组成的双边遥操作系统；果蔬采摘机器人主要由移动平台、机械臂、末端执行器和控制箱等组成；果蔬采摘机器人具有部分智能，将由多个果蔬采摘机器人组成的系统分为多移动平台系统、多机械臂系统以及多末端执行器系统，使操作员能通过单个手控器分别控制多移动平台系统及多机械臂系统，实现对多个果蔬采摘机器人的控制。本发明能通过单个手控器完成对多个具有部分智能的果蔬采摘机器人的控制，能借助手控器的反馈力感知果蔬采摘机器人的作业状态，操作方便，控制简单、能有效地节约机器人的使用成本。

技术领域

本发明属于农业机器人的控制技术领域，特别是涉及多个果蔬采摘机器人的双边遥操作控制技术，具体地说是一种果蔬采摘机器人双边遥操作控制方法。

背景技术

市场上果蔬采摘机器人的出现，大大地减轻了农民的工作量，提高了果蔬采摘的工作效率。但是，现有技术中，由于果蔬采摘机器人的作业环境相对比较复杂，因此目前的果蔬采摘机器人还很难做到完全智能化，在这种情况下，操作员的介入十分必要。对此类机器人采取半自主的控制方式是行之有效的方式。然而，对于智能化程度相对较高的果蔬采摘机器人，如果对每个机器人都配一个操作员以及一个手控器，将极大增加使用成本。在此背景下，就需要有一种全新的技术控制方法，来针对多个共同作业的果蔬采摘机器人进行控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供原理先进、操作简单，能由操作员一人通过手控器来控制多个果蔬采摘机器人，并能通过手控器来感知果蔬采摘机器人的作业状态的一种果蔬采摘机器人双边遥操作控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种果蔬采摘机器人双边遥操作控制方法，包括由单个操作员、单个手控器、监控中心、通讯环节以及多个结构相同的果蔬采摘机器人、摄像头和果园环境组成的双边遥操作系统；每一果蔬采摘机器人均由履带式的移动平台、机械臂、末端执行器、升降台、控制箱和果蔬收集筐组装构成；果蔬采摘机器人具有部分智能，也可将由多果蔬采摘机器人组成的系统分为多移动平台系统、多机械臂系统以及多末端执行器系统，使操作员通过单个手控器分别控制多移动平台系统及多机械臂系统，实现对多个果蔬采摘机器人的控制。

为优化上述技术方案，采取的技术措施还包括：

上述的手控器与果蔬采摘机器人的机械臂的结构相同，手控器具有六自由度的位置感知能力和三自由度的力反馈能力，手控器上安装有两个用来定义手控器工作状态的按钮；操作员通过手控器的反馈力感知移动平台、机械臂以及末端执行器的作业状态。

将手控器的工作空间视为球形，并将球形工作空间按半径划分为三个使得手控器能控制多个果蔬采摘机器人的工作区；三个工作区依次包括机械臂控制区、过渡区和移动平台导航区。

上述的机械臂控制区为以Rm为半径的球形范围内的区域，过渡区为半径Rm以外至半径Rt以内的区域，移动平台导航区为以半径Rt以外至半径Rp以内的区域。

两个按钮包括第一按钮和第二按钮；定义两个按钮的功能为：当按钮按下零数次或偶数次时记为0，当按钮按下奇数次时记为1；第一按钮和第二按钮能表示四种状态：00，01，10和11，分别对应A，B，C和D四种状态。

当手控器处于A状态时，多个果蔬采摘机器人处于自主运动状态，手控器的位置变化不影响果蔬采摘机器人，此时手控器的反馈力为零；

当手控器处于B状态且手控器人机交互作用点处于移动平台导航区时，机械臂和末端执行器的位姿保持不变，多移动平台系统被手控器控制，此时手控器的反馈力反映多移动平台系统的作业状态；

当手控器处于C状态且手控器人机交互作用点处于机械臂控制区时，移动平台和末端执行器的位姿不变，多机械臂系统被手控器控制，此时手控器的反馈力反映多机械臂系统与环境的交互状态；