[实用新型]一种用于自动采摘农机的多用途视觉装置有效

专利信息
申请号: 202022378849.6 申请日: 2020-10-22
公开(公告)号: CN214010346U 公开(公告)日: 2021-08-20
发明(设计)人: 樊越;黄龙;任振兴;赵悦 申请(专利权)人: 成都大学
主分类号: G01C21/20 分类号: G01C21/20;G01S19/42
代理公司: 成都为知盾专利代理事务所(特殊普通合伙) 51267 代理人: 李汉强
地址: 610000*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 自动 采摘 农机 多用途 视觉 装置
【说明书】:

实用新型公开了一种用于自动采摘农机的多用途视觉装置。该装置由探测器、扫描机构、电控单元和测距单元等组成。通过扫描装置和高精度探测器,可以兼顾大视场和高精度探测,同时测距单元可以实现距离感知,从而实现对果实等采摘对象的三维定位。多用途视觉装置通过大范围快速扫描,可测量扫描范围内的果实的三维信息,为采摘路径规划提供有效的数据支撑。多用途视觉装置结构紧凑,安装于机械臂的末端,兼具采摘过程中的精确定位和行驶过程中视觉导航、避障的功能。

技术领域

本实用新型属于农机领域,具体涉及一种自动采摘农机的视觉定位装置。

背景技术

农业机械的自动化和智能化是实现农业可持续发展的重要途径。比如用于水果、蔬菜、茶叶等自动采摘机械,可以把人从单调重复的劳动中解放出来,显著提高作业精度,避免重复作业,降低生产成本,提高投入产出比,对现代农业的发展具有重大意义。

自动采摘农机需要实现对果实的识别与定位,同时农机自身也要具有导航定位功能,以实现自主行走。目前往往需要采用多个传感器分别实现这些功能,具有成本高、安装复杂等问题。传统的采摘视觉系统存在大视场与高精度之间的矛盾。执行器末端的视觉系统视场一般比较小,如果要实现大范围的探测,往往需要中断采集过程,并让末端执行机构一起运动,才可以完成大范围的扫描功能。另外,传统的单目视觉系统往往缺少深度信息,双目视觉的深度信息在距离远的情况下准确度不够,这些都影响了对目标的准确判断,进而影响了准确、高效的采摘。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足,本实用新型提出适用于自动采摘农机的多用途视觉装置。自动采摘农机的多用途视觉装置具有如下作用:一方面要通过视觉系统进行果实等采摘对象的识别与定位。此时视觉系统性能是决定对果实等采摘对象识别、定位精度和效率的重要因素,对采摘效果有着直接的影响;另一方面在自动驾驶过程中,视觉系统可帮助农机实现自动定位和准确避障。

本实用新型的多用途视觉装置示意图如图1所示。图1中包括多用途视觉装置1,机械臂2,农机移动平台3。多用途视觉装置1包括四部分:第一部分是探测器101;第二部分是扫描机构102,第三部分是电控单元103,第四部分是测距单元104。多用途视觉装置1安装于机械臂2的末端,机械臂2安装于农机移动平台3之上。

多用途视觉装置可以随着机械臂运动,并靠近采摘对象,近距离观察。同时扫描机构102可以自主运动从而扩大探测器101的视场。扫描机构102采用基于旋转双棱镜(Risley棱镜)的光束偏转机构。扫描机构102可控制两个棱镜同轴独立旋转,实现光束的大角度偏转,具有结构紧凑、刚度高、响应迅速的特点。每个棱镜可以向一个方向旋转(也可双向旋转),通过调整两个棱镜之间的旋转角度差值,实现不同扫描的轨迹。测距单元104可以实现测距功能。电控单元103实现对探测器101的图像采集处理功能、对扫描机构102的控制功能以及测距单元104的数据处理功能。

实用新型与现有技术相比的优点在于:

1.本实用新型提出的多用途视觉装置可以扩大扫描视场,兼顾大范围和高精度探测。可为采摘过程的路径规划提供有效数据支撑。

2.多用途视觉装置结构紧凑、响应迅速,不需要机械臂的移动即可实现大范围的扫描,节省了能源,提高了效率。

3.多用途视觉装置可以实现测距,一方面在采摘过程中可以实现对果实等的精确定位,还可以在农机行驶过程中实现视觉导航和避障。

附图说明

图1为本实用新型提出的多用途视觉装置及其安装示意图;

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本实用新型进一步详细说明。

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