[实用新型]红花采摘机器人融合导航控制系统

说明书

本实用新型涉及一种红花采摘机器人融合导航控制系统，属于采摘机器人导航技术领域。本实用新型主要包括红花采摘机器人车体、导航控制器、GNSS差分导航模块、分禾压力装置、IMU惯导传感器、双目相机、差速驱动装置、AP电台、电控箱体、外围电路。此控制系统可以根据调度信息在田间自主导航作业；可融合分禾器压力、GNSS、惯导、视觉、超声波传感器数据进行导航、避障作业，实现机器人行间导航、运动姿态调整、地垄转弯换行等作业；红花采摘机器人的主要导航位置信息可实时发送至调度系统，亦可通过显示屏显示，提高了人机交互能力。此控制系统为未来智能化红花采摘运输奠定了基础。

技术领域

本实用新型属于农业机器人导航技术领域，更具体的说，是涉及一种红花采摘机器人融合导航控制系统。

背景技术

红花又名红蓝花，是一种集药用、油料为一体的特种经济作物，具有活血通经，散瘀止痛的功效。红花种植环境为非结构化环境，地形、光照、气候条件多变，单一传感器难以应对复杂的田间环境，为提高导航定位精度和可靠性，多传感器间的数据融合是必要手段。多传感器信息融合，指利用各传感器的优势特征，构成数据冗余或数据互补特性，提高测量结果的鲁棒性和准确性。红花采摘机器人田间导航作业，根据调度指令沿红花行直线行走时，由于播种时播种机偏移导致红花种植行弯曲，并且由于红花采摘期，植株较浓密，红花采摘机器人仅根据GNSS差分导航模块、惯导传感器、双目相机无法有效监测局部路径信息。

发明内容

本实用新型所要解决的问题在于，针对现有技术的不足，提出一种红花采摘机器人融合导航控制系统。

本实用新型涉及一种红花采摘机器人融合导航控制系统，用于田间红花采摘机器人自主导航，其特征在于，包括红花采摘机器人车体、导航控制器、GNSS差分导航模块、分禾压力装置、IMU惯导传感器、双目相机、差速驱动装置、行走装置、AP电台、电控箱体、外围电路组成，所述分禾压力装置包括压力传感器、分禾侧板、支撑架，所述分禾压力装置固定在驱动轮支撑杆前部，用于采摘机器人行间行走时监测行两侧红花植株的侧压力，并将侧压力信号发送至导航控制器，以获得驱动轮在红花行间位置信息。

上述红花采摘机器人融合导航控制系统，所述GNSS差分导航模块包括车载电台、接收机、测量天线，所述GNSS差分导航模块用于接收卫星传输信息，与基站做差分处理实时获得采摘机器人经纬度信息，所述测量天线共两个，固定在采摘机器人顶部，前后各一个，以获得采摘机器人的姿态信息，所述IMU惯导传感器用于获得采摘机器人姿态信息和里程计信息，所述双目相机位于车体前部，获得采摘区域的深度点云图，用于行间行走及地头换行时路径规划，所述红花采摘机器人车体横跨两行红花，并在行间行走，所述差速驱动装置包括电机驱动器、安全继电器、CAN收发器、电机、减速机组成，所述行走装置包括驱动轮、万向轮，所述驱动轮与电机、减速机通过链条进行传动，所述AP电台用于调度系统与采摘机器人信息交互。

本实用新型提供的红花采摘机器人融合导航控制系统，可以根据调度信息在田间自主导航作业；可融合分禾器压力、GNSS、惯导、视觉、超声波传感器数据进行导航、避障作业，实现机器人行间导航、运动姿态调整、地垄转弯换行等作业；通过分禾压力装置，避免因预设路径偏移导致采摘机器人无法在行间行走，提高了田间导航的适应性；红花采摘机器人的主要导航位置信息可实时发送至调度系统，亦可通过显示屏显示，提高了人机交互能力。此控制系统通过优选采用以太网、CAN总线进行通讯，从而依据以太网、CAN总线的独特特性和优点，大大增强了数据通讯的可靠性、实时性和灵活性。此控制系统为未来智能化红花运输奠定了基础。

附图说明

图1为红花采摘机器人融合导航控制系统整体示意图。

图2为红花采摘机器人融合导航控制系统结构框图。

图3为红花采摘机器人分禾装置示意图。