[发明专利]履带式专用农业采摘机器人及其采摘方法

权利要求书

1.履带式专用农业采摘机器人，包括车身和安装在车身下部的履带车，其特征在于：车身上部安装有两个通过旋转底座和车身上部的导轨相连的采摘臂(100)，以及每个通过舵机与采摘臂(100)相连的采摘头(101)，采摘臂(100)上通过螺栓固定有计算机视觉子系统(102)的相机组件，质量控制子系统(103)则与车身固定连接，在车身上端两侧还焊接固定在车身上部的存储子系统(104)；所述采摘臂(100)中部安装有传感器模块(105)，分为主动红外传感器(1051)和超声波测距传感器(1052)，两套传感器为上下分布，均为可拆卸设置，其中红外传感器(1051)可通过主动发射红外线完成测距工作，超声波测距传感器(1052)通过发射超声波确定果树的实际距离，两者的测量结果取交集即得最终测量结果；

车身中部安装有一个装载电源模块(106)和通讯模块(107)的箱体，所述电源模块(106)由主副两套锂电池组组成，主电池组为履带车供电，副电池组专门为计算机视觉子系统(102)和传感器模块(105)供电；通讯模块(107)能够与采摘场地上方的无人机以及后方控制室的工控机通信，能够实时传输控制室传达的指令，电源模块外有便于更换电池组的拉手。

2.根据权利要求1所述的履带式专用农业采摘机器人，其特征在于：所述质量控制子系统(103)利用计算机视觉子系统(102)生成质量度量，包括一组摄像机、灯组和软件进行图像捕获和分析；利用上述图像，让软件分析并测量农产品的三维形状，检测四种所采摘农作物的常见缺陷；所述质量控制子系统(103)可以通过调整生成模型的参数来恢复三维几何，以最大限度地提高模型与图像数据之间的一致性。

3.根据权利要求1所述的履带式专用农业采摘机器人，其特征在于：所述计算机视觉子系统(102)的相机组件的设置是为了获得待采摘农产品所在位置的整个画面。

4.根据权利要求1所述的履带式专用农业采摘机器人，其特征在于：所述计算机视觉子系统(102)的相机组件通过螺栓与采摘臂(101)固定连接；所述质量控制子系统(103)通过螺栓与车身相连接。

5.根据权利要求1所述的履带式专用农业采摘机器人，其特征在于：在所述车身的前部和后部可以安装两套倒车雷达，通过雷达影像达到实时避让障碍物的作用。

6.根据权利要求1所述的履带式专用农业采摘机器人，其特征在于：所述超声波测距传感器(1052)可以由微型激光测距仪替代，其安装位置为质量控制子系统(103)对侧的车身上部。

7.根据权利要求1所述的履带式专用农业采摘机器人，其特征在于：所述存储子系统(104)的外边缘有10厘米高的突起，能够在车身与水平面夹角小于等于20度的颠簸环境下，保证其所收纳的农产品不会掉落。

8.应用如权利要求1所述的履带式专用农业采摘机器人采摘农作物的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)由计算机视觉子系统(102)进行图片的收集与测绘；

(2)将收集来的图片和位置坐标通过软件计算，传输给质量控制子系统(103)；

(3)质量控制子系统(103)对农产品进行分级分类；

(4)再由开放性计算机系统控制采摘臂(100)发生采摘动作；

(5)最后将农产品运送到存储子系统(104)，至此一个完整的工作流程结束。

9.根据权利要求8所述的采摘农作物的方法，其特征在于：所述步骤(4)的开放性计算机系统由PC机+数据采集卡的形式组成，所述PC机能够随时更新应用程序。