[发明专利]全自动采棉机器人及控制方法

权利要求书

1.一种全自动采棉机器人，其特征在于，包括：

驱动装置，用于驱动所述全自动采棉机器人进行移动；

地理信息获取装置，用于获取所述全自动采棉机器人的当前位置信息以及棉花田地理信息；

视觉图像采集装置，用于采集待采摘棉花的棉花植株图像；

多自由度机械臂以及设于所述多自由度机械臂末端的棉花采摘装置；

控制装置，连接所述驱动装置、地理信息获取装置、视觉图像采集装置、多自由度机械臂以及棉花采摘装置，用于控制各装置进行相应的操作；

其中，所述控制装置包括：

驱动控制模块，用于根据所述当前位置信息以及所述棉花田地理信息控制所述驱动装置驱动所述全自动采棉机器人进行相应的移动；

机械臂运动控制模块，用于根据所述棉花植株图像控制所述多自由度机械臂移动至一目标位置，以供控制所述棉花采摘装置在该目标位置进行棉花采摘。

2.根据权利要求2所述的全自动采棉机器人，其特征在于，所述驱动控制模块包括：

运动路径规划单元，用于根据所述当前位置信息以及所述棉花田地理信息规划机器人运动路径；

驱动控制单元，连接所述移动路径规划单元，用于根据所述机器人运动路径生成驱动控制信号，以控制所述驱动装置驱动所述机器人按所述机器人运动路径移动。

3.根据权利要求1或2所述的全自动采棉机器人，其特征在于，所述机械臂运动控制模块包括：

图像识别单元，用于基于棉花识别算法，用于根据所述棉花植株图像识别对应待采摘棉花的棉花植株环境信息；其中，所述棉花植株环境信息包括：棉花与障碍物位置信息；

机械臂路径规划单元，连接所述图像识别单元，用于根据所述棉花植株环境信息规划机械臂移动路径；

机械臂控制单元，连接所述机械臂路径规划单元，用于根据所述机械臂移动路径生成机械臂控制信号，以控制所述多自由度机械臂按所述机械臂移动路径进行移动。

4.根据权利要求1所述的全自动采棉机器人，其特征在于，所述地理信息获取装置包括：

GPS模块，用于获取所述全自动采棉机器人的当前位置信息；

地理信息获取模块，用于获取棉花田地理信息；

棉田感应模块，用于感应待采摘棉花植株与棉花田田垄的位置信息。

5.根据权利要求1所述的全自动采棉机器人，其特征在于，所述视觉图像采集装置为深度相机。

6.根据权利要求1所述的全自动采棉机器人，其特征在于，所述棉花采摘装置采用抓吸一体式机械手。

7.根据权利要求1所述的全自动采棉机器人，其特征在于，所述机器人还包括：

采摘效果验证数据采集装置，设于所述棉花采摘装置上且连接控制装置，用于采集对应棉花采摘装置采摘棉花的效果验证数据，以供所述控制装置基于所述效果验证数据对待采摘棉花的采摘效果进行验证。

8.根据权利要求7所述的全自动采棉机器人，其特征在于，所述采摘效果验证数据采集装置；包括：声音传感器、压力传感器以及压力传感器中的一种或多种；其中，

所述声音传感器，用于采集所述棉花采摘装置的声音，以供所述控制装置对采摘效果进行验证；

所述压力传感器，用于检测所述棉花采摘装置的压力，以供所述控制装置对采摘效果进行验证；

所述气流传感器，用于检测所述棉花采摘装置的气流，以供所述控制装置对采摘效果进行验证。

9.根据权利要求7所述的全自动采棉机器人，其特征在于，所述控制装置还包括：

所述单株棉花采摘完成判断模块，用于基于由所述采摘效果验证数据采集装置采集的效果验证数据对待采摘棉花的采摘效果进行验证；若验证通过则判断该待采摘棉花采摘完成；若验证不通过则判断该待采摘棉花采摘未完成；

所述后续采摘条件判断模块，用于当判断一待采摘棉花采摘完成时，则判断是否出现所对应所述全自动采棉机器人的棉花储量已满的情况、对应所述采棉机器人电量不足的情况以及对应采摘完毕的情况中的一种；若是则结束采摘；若否则继续进行采摘。

10.一种全自动采棉机器人控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9中任一项所述的全自动采棉机器人，所述方法包括：

根据所述当前位置信息以及所述棉花田地理信息控制所述驱动装置驱动所述全自动采棉机器人进行相应的移动；

根据所述棉花植株图像控制所述多自由度机械臂移动至一目标位置，以供控制所述棉花采摘装置在该目标位置进行棉花采摘。