[发明专利]一种菇类智能分选系统及智能分选方法

权利要求书

1.一种菇类智能分选系统，其特征是它主要包括视觉系统、计算机处理系统、机械臂，计算机处理系统主要包括智能分类识别与抓取定位系统，计算机处理系统内还嵌入有ROS总控系统和上位机监控管理系统，在机械臂末端安装有柔性夹爪，视觉系统与等待分拣的目标杏鲍菇进行拍照，视觉系统的输出端与计算机处理系统的智能分类识别与抓取定位系统输入端相连接，智能分类识别与抓取定位系统的输出端，计算机处理系统的输出端通过ROS总控系统分别机械臂的控制器以及柔性夹爪的驱动模块连接。

2.根据权利要求1所述的菇类智能分选系统，其特征是所述的视觉系统主要包括深度相机，上位机生产监控管理系统的控制端口与ROS总控系统的输入端口连接，ROS总控系统的其中一输出端口与深度相机的连接，通过启动上位机生产监控管理系统的“启动”按钮使得ROS总控系统触发深度相机对等待分拣的目标杏鲍菇进行拍照，深度相机照片信息的输出端直接与计算机处理系统的智能分类识别与抓取定位系统输入端连接，深度相机用于对等待分拣的目标杏鲍菇进行拍照，拍照后同时生成一张RGB图和一张深度图，RGB图是对目标杏鲍菇的类别进行智能识别的输入信息，深度图是对杏鲍菇的位姿进行智能定位的输入信息，所述的智能分类识别与抓取定位系统主要包括Gu-YOLOV5分类神经网络模型、Gu-GGCNN抓取检测神经网络模型、数据转换模块和输出端口，RGB图和深度图输入到计算机处理系统后经过Gu-YOLOV5分类神经网络模型以及Gu-GGCNN抓取检测神经网络模型进行智能判断后，输出对应的杏鲍菇类别号和杏鲍菇的抓取位姿信息，其中输出的杏鲍菇的抓取位姿信息经过数据转换模块进行数据转换后转成机械臂坐标系下的位姿信号再输出，再将位姿信号和类别号信息输送给内嵌与ROS总控系统，ROS总控系统根据信号对机械臂的控制器和柔性夹爪的驱动模块进行控制，分别控制驱动机械臂和柔性夹爪配合实施自动抓取杏鲍菇并将其搬运至指定位置存放的动作实现。

3.根据权利要求2所述的菇类智能分选系统，其特征是所述的ROS总控系统主要用于实现视觉系统、机械臂、上位机系统以及柔性夹爪之间的联动控制，所述的ROS总控系统主要包含User节点、机械臂驱动节点、夹爪驱动节点、realsense相机节点、Gu-YOLO节点、Gu-GGCNN节点、Qt上位机节点和Arduino节点，各节点之间通过话题通信（topic）方式实现信息交互，不同硬件之间通过串口通行，所述的User节点是总控系统的核心节点，与其它每个节点均存在通信，主要功能是协调各个节点之间的信息交互并完成系统的逻辑控制。

4.根据权利要求3所述的菇类智能分选系统，其特征是所述机械臂的驱动节点主要根据智能分类识别结果和抓取位姿信息控制机械臂动作，实施分类抓取，其过程为：首先机械臂等待启停话题，当机械臂收到启停话题后，比较话题请求的状态和机械臂当前状态是否相同，若相同则不做处理，如不同则进行判断，确定是启动机械臂还是停止机械臂，若话题要求为停止机械臂，则断开机械臂串口连接，若话题要求为启动机械臂，则打开机械臂串口连接，启动机械臂并等待杏鲍菇分类和抓取位姿话题，待订阅到杏鲍菇抓取位置话题后，机械臂动作，并且启动到位计时，到位计时结束，通过机械臂到达抓取位置反馈话题，发送机械臂到位信号。

5.根据权利要求3所述的菇类智能分选系统，其特征是所述的夹爪驱动节点用于控制柔性夹爪打开和闭合，首先读取夹爪状态gripper文件，获取当前夹爪状态并存入全局状态变量，夹爪节点订阅到夹爪驱动话题的消息数据，将该消息数据与夹爪当前全局状态变量进行对比，若值相同，代表状态已经存在，不需要操作，返回等待下一个驱动话题，若值不同，代表状态需要改变，接下来判断消息数据，若是闭合指令，则闭合夹爪，同时将更改后的状态写进gripper夹爪状态二进制文件，若是打开指令，则打开夹爪，同时将更改后的状态写进gripper夹爪状态二进制文件。