[发明专利]一种基于3D视觉引导的无人化奶牛挤奶系统

说明书

本发明有关于一种基于3D视觉引导的无人化奶牛挤奶系统，包括底座、进牛导流栏杆和出牛导流栏杆，其中所述底座上设有转盘和转盘驱动电机，该转盘被骨架沿圆周方向分隔成若干牛站位单元，每个牛站位单元能匹配一个牛身站立其中；每个所述牛站位单元中均设有一个机器人，该机器人上设有用于扫描牛奶头位置的三维扫描设备和挤奶器；所述驱动电机、三维扫描设备以及机器人均与控制器连接，所述三维扫描设备为由两个相机和一个线激光器组成的双目立体视觉扫描设备。本发明通过传感器扫描定位，并通过机器人实现自动化挤奶作业，相比传统的作业方式具有明显的精度和速度优势，提高了企业生产效率，增加企业竞争力。

技术领域

本发明涉及无人化挤奶技术领域，具体涉及一种基于相机组网的三维立体扫描方法及系统，能实现对物体三维轮廓的精确快速扫描定位然后进行作业的一种基于3D视觉引导的无人化奶牛挤奶系统。

背景技术

随着工业自动化的迅速发展，人们对农业的自动化，无人化的要求越来越高，传统的挤奶方式效率低，占用人力，环境不太好越来越难以满足社会发展的需求。传统挤奶方式：在挤奶的时候我们员工要深入牛棚，拿着挤奶器手动安装，进行挤奶，因而工作效率很低必须一对一进行而且要一对一的人力；工作环境恶劣，员工必须深入到牛棚里面进行挤奶。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于3D视觉引导的无人化奶牛挤奶系统，使其可以同时对多个奶牛挤奶，提高挤奶效率，并且只需把奶牛按顺序赶进挤奶的设备里面其它的项目即可在无人化，自动化的环境下完成，无需人工参与；即本发明旨在通过传感器配合机器人和挤奶设备共同实现自动化无人化奶牛挤奶的场景，解决挤奶不方便，工作效率低下等问题，以提高生产效率，保证工件质量。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种基于3D视觉引导的无人化奶牛挤奶系统，包括底座1、进牛导流栏杆2和出牛导流栏杆3，其中所述底座1上设有转盘4和转盘驱动电机41，该转盘4被骨架5沿圆周方向分隔成若干牛站位单元，每个牛站位单元能匹配一个牛身站立其中；每个所述牛站位单元上均设有用于感应奶牛的感应器；每个所述牛站位单元中均设有一个机器人6，该机器人6末端设有用于扫描牛奶头位置的三维扫描设备7和挤奶器8；所述进牛导流栏杆2上设有用于统计经过进牛导流栏杆2的奶牛数量的编码器；所述驱动电机41、三维扫描设备7、机器人6、感应器以及编码器均与控制器9连接，该控制器9控制驱动电机驱动转盘转动，控制三维扫描设备7扫描奶牛奶头，然后接收并处理三维扫描设备7的扫描结果，最后将处理后得到的奶牛奶头的三维坐标输送给机器人6，使机器人6带动挤奶器8对准奶牛的奶头进行挤奶；所述三维扫描设备7为由两个相机和一个线激光器组成的双目立体视觉扫描设备；每个所述进牛导流栏杆2末端均设有可通过控制器9控制其开关的进口门。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术措施来实现。

前述的基于3D视觉引导的无人化奶牛挤奶系统，其中所述的机器人6上还设有与挤奶器8连接的鲜奶暂放桶。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，本发明提出了一种基于相机组网的立体扫描从而实现无人化奶牛挤奶的方法，首先将多套双目立体视觉系统统一到相同的控制场下，然后每套双目立体视觉系统根据各自拍摄到目标物的二维图像分别计算出各自视角下目标物的三维坐标，最终得到物体的三维轮廓数据，然后对奶头进行定位挤奶。

本发明采用三维扫描系统对奶牛奶头进行3D定位确定奶头位置；机器人上面同时安装三维扫描系统(传感器)和挤奶器相互协调工作完成挤奶；机器人上设有鲜奶暂放收集桶，底盘设备旋转和控制装置，可以实现七个奶牛同时挤奶作业提高工作效率，同时实现自动化无人化作业。

综上，本发明至少具有下列：