[发明专利]采摘机器人的自主导航和人机协同采摘作业系统

摘要

一种采摘机器人的自主导航和人机协同采摘作业系统，包括采摘机器人的行走部分，采摘机器手，用于自主导航、避障、定位和路径规划等功能的Agent，用于完成人-机协同采摘信息交互的无线传感网，用于在人机协同采摘作业中为采摘管理人员提供远程干预和管理的计算机，用于获取采摘区域全景立体视频图像的全景立体视觉传感器。本发明提供一种具有自然柔顺性好、机构简单、控制复杂度低、有限智能化、采摘效率高、环境适应性好、制造和维护成本低、采摘过程中不损害采摘对象和作物的采摘机器人的自主导航和人机协同采摘作业系统。

主权项

一种采摘机器人的自主导航和人机协同采摘作业系统，其特征在于：包括采摘机器人，用于实现人‑采摘机器人之间进行信息交互的、并能用于采摘机器人的空间定位的无线传感网和用于对采摘现场和采摘机器人的状态进行综合分析处理和判断的、并用于在人机协同采摘作业中为采摘管理人员提供远程干预和管理的计算机；所述的采摘机器人包括：行走部分、采摘机器手、用于获取采摘区域全景立体视频图像的全景立体视觉传感器和用于实现采摘机器人的自主导航、避障、定位和路径规划功能的智能体，以下简称Agent，所述的Agent根据所述的全景立体视觉传感器感知的信息进行分析、计算和推理，在常规情况下，根据所述的采摘管理人员下达的采摘区域和采摘时间的采摘作业调度决策，自动做出路径规划，驱动所述的行走部分和所述的采摘机器手完成边行走边采摘的任务操作；在非常规情况下通过无线传感网向采摘管理人员提供非规则事件等信息，请求采摘管理人员的干预；所述的Agent包括任务规划行为模块、协调行为模块、与采摘管理人的交互行为模块、紧急行为模块、路径识别行为模块、避障行为模块、定位行为模块、路径跟踪行为模块、采摘边界识别行为模块、行走行为模块、转向行为模块、采摘对象的识别和分类行为模块、采摘对象的空间定位行为模块和采摘行为模块；所述的无线传感网，用于采摘管理人员与采摘机器人之间的信息交互，同时也能为采摘机器人的空间定位提供信息；采用一种以ns级的冲击脉冲在短距离内高速传输数据的无线通信技术，通过所述的无线传感网将分布在采摘区域中的采摘机器人与所述的采摘管理人员构成一个人‑采摘机器人一体化的采摘管理和控制系统，根据需求、环境和采摘对象的变化，通过动态自组织的方式协同地感知和采集网络分布区域的多采摘机器人和各种采摘对象的信息，形成一种人与采摘机器人相互激发、优势互补、共同寻求问题求解的协同机制。