CN102613041A - 基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统 - Google Patents

Abstract

一种基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统，包括机器人智能移动平台、计算机视觉识别定位装置和机械臂套袋装置；机器人智能移动平台包括履带车、运动控制器、电机驱动器、车载计算机、云台摄像机及二维激光测距仪，履带车内安装车载计算机，车载计算机还包括自动路径导航模块和障碍物检测模块；计算机视觉识别定位装置包括履带车、竖直滑轨和用以采集葡萄图像的双目彩色CCD相机，履带车上安装竖直滑轨，双目彩色CCD相机可上下移动地安装在竖直滑轨上，履带车内安装车载计算机，机械臂套袋装置包括机械臂、末端执行器和套袋，机械臂安装在履带车上，机械臂上安装末端执行器，末端执行器上安装套袋。本发明能降低劳动强度、提高工作效率。

Description

基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统

技术领域

本发明涉及智能机器人机器人技术领域，特别是涉及一种基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统。

背景技术

葡萄是我国重要的落叶果树种类之一，其结果早、适应性强、效益高。我国葡萄栽培自20世纪80年代以来得到了突飞猛进地发展，葡萄栽培和加工已成为许多地区促进经济发展、增加农民收入的主要途径。30多来葡萄栽培面积和产量一直持续增长。2010年全国葡萄栽培面积达到了828万亩，产量高达843万吨，并且葡萄种植面积年均增加30万亩。葡萄栽培面积和产量均居世界第5位。按鲜食葡萄产量，我国已连续多年高居首位。

目前，我国葡萄生产正处于传统农业与工业农业混合型向现代农业迈进的关键时期。很多新的生产方式和发展方式正在快速融入葡萄产业。从葡萄种植到收割加工的深翻、施肥、喷药、除草、中耕、浇灌、套袋、采摘、贮藏及加工等生产环节的工作强度较大，机械化程度很低，严重制约着我国的葡萄生产。

葡萄套袋后将果实与外界环境隔离，使果实不受到外界环境的不良损伤。这样做有利于提高葡萄外观品质，促进果实着色，使葡萄果面细嫩、光洁、色泽鲜艳；有利于防止葡萄遭受病、虫、鸟害，以及农药的污染，更好的实现了绿色食品的生产；有利于提高葡萄的好果率以及果穗重，增加果农的直接经济效益。葡萄套袋时间是在疏果后，坐果稳定期间进行的，此时的葡萄都是绿色的，仅黄豆粒大小。

市场上目前应用的葡萄果袋种类和颜色比较多，但其基本结构相似。纸袋的袋口上粘贴了一条较软的金属丝，正确的套袋方法是用右手撑开袋口，使套袋整个鼓起来，用左手托住袋的底部，使套袋底部两侧的通气排水口张开，袋体膨起，将袋从下向上拉起，果柄放在袋上方的切口处，使果穗位于袋的中央。最后将袋口用铁丝绑紧，避免雨水流入。

目前葡萄套袋作业主要是由人工操作来完成，工作繁琐，劳动强度高，且效率低。葡萄套袋工作最好在7至10天左右完成，对于大面积种植葡萄的地区，需要大量的人力来完成这项工作。因此，对于人力资源比较贫乏的地区，人工套袋技术的应用常常受到很大的制约。还有可能出现由于人工不足造成套袋不及时的状况，给果农经济收入产生严重的损失。面对这种突出的矛盾，果农们急需一种葡萄自动套袋的机器人来完成繁琐的套袋工作。

发明内容

为了克服已有人工葡萄套袋作业的劳动强度大、工作效率低的不足，本发明提供一种降低劳动强度、提高工作效率的基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统，包括机器人智能移动平台、计算机视觉识别定位装置和机械臂套袋装置；

所述机器人智能移动平台包括履带车、运动控制器、电机驱动器、车载计算机，云台摄像机和二维激光测距仪，所述履带车内安装车载计算机，所述车载计算机还包括自动路径导航模块，将云台摄像机获取的导航路径信息进行计算，并将计算得到的路径导航参数输送给运动控制器，车轮电机驱动器根据运动控制器输出的两轮差速对履带车进行路径跟踪；障碍物检测模块，利用二维激光测距仪的障碍物检测传感器对周围环境进行180°扫描，获得障碍物的位置信息；

所述计算机视觉识别定位装置包括竖直滑轨和用以采集葡萄图像的双目彩色CCD相机，所述双目彩色CCD相机可上下移动地安装在所述竖直滑轨上，所述履带车内安装车载计算机，所述车载计算机还包括用以根据葡萄图像确定葡萄重心在图像中的二维坐标，再利用双目立体定位算法确定深度信息，利用摄像机坐标系和机器人坐标系的坐标转换关系，得到葡萄重心及葡萄中心线在机器人坐标系中的空间坐标及形状参数的葡萄定位模块；

机械臂套袋装置包括机械臂、末端执行器和套袋，所述机械臂安装在所述履带车上，所述机械臂上安装末端执行器，所述末端执行器上安装套袋。

进一步，所述机械臂包括从下到上依次连接的基座、腰部、肩关节、大臂、肘关节、小臂和腕关节，所述基座固定安装在履带车上，所述基座上可转动地安装腰部，所述腰部上安装可俯仰转动的肩关节，所述肩关节与大臂下端连接，所述大臂上端与可俯仰转动的肘关节连接，所述肘关节与小臂下端连接，所述小臂上端与可俯仰转动的腕关节连接，所述腕关节上安装末端执行器。

再进一步，所述末端执行器包括手臂连接架、步进电机、主动齿轮、左齿条、右齿条、左滑块、右滑块、滑轨、左手指和右手指，所述步进电机安装在所述手臂连接架上，所述步进电机的输出轴上安装所述主动齿轮，所述主动齿轮的上下分别与左齿条、右齿条啮合，所述左齿条与左滑块固定连接，所述右齿条与右滑块固定连接，所述手臂连接架上安装滑轨，所述左滑块、右滑块分别套装在所述滑轨上，所述左滑块上安装左手指，所述右滑块上安装右手指。

更进一步，所述套袋的袋口设有两片具有弹性的弹性钢片。

再进一步，所述果袋支架包括左固定架、右固定架、滑轨、左支架和右支架，所述左固定架、右固定架分别安装在履带车上，所述左固定架、右固定架之间安装滑轨，所述滑轨上安装左支架和右支架。

所述车载计算机还包括葡萄识别定位模块，用以根据葡萄重心及葡萄中心线在机器人坐标系中的空间坐标及形状参数，计算机械臂轨迹规划，依照机械臂轨迹规划控制腰部、肩关节、肘关节和腕关节动作，使得末端执行器到达葡萄的正下方；自动套袋模块，用以控制末端执行器上升，并将初始状态为闭合状态的手指张开完成封袋。

所述车载计算机还包括果袋支架定位模块，用以根据果袋支架在机器人移动平台上的位置参数，进行机械臂轨迹规划，依照机械臂轨迹规划控制腰部、肩关节、肘关节和腕关节动作，使得末端执行器到达果袋支架位置；自动取袋模块，用于控制末端执行器手指闭合，完成取袋及撑开套袋的操作。

所述计算机视觉识别定位装置还包括背景板，所述履带车上安装竖向滑轨，所述竖向滑轨上可上下移动地安装背景板。

本发明的有益效果主要表现在：降低劳动强度、提高工作效率。

附图说明

图1是套袋机器人系统结构示意图。

图2是套袋机器人末端执行器结构图。

图3是改进后的葡萄套袋。

图4是果袋支架示意图。

图5是末端执行器套袋过程图，其中，(a)是套袋位于葡萄正下方的状态，(b)是末端执行器撑开套袋的状态；(c)是末端执行器向上移动的中间状态；(d)是葡萄位于套袋内，套袋与末端执行器分离的状态。

图6是末端执行器取套袋过程图，其中，(a)是套袋位于果袋支架上的状态，(b)是末端执行器夹紧套袋的状态。

图7是套袋机器人功能框图。

图8是套袋机器人功能流程图。

图9是葡萄水平棚架一字形剪枝示意图。

其中：1、带自动导航功能的履带车(车内有车载计算机)；2、云台摄像机；3、二维激光测距仪；4、果袋支架装置；5、基座；6、腰部；7、肩关节；8、大臂；9、肘关节；10：小臂；11、腕关节；12、末端执行器；13、果袋；14、背景板；15、竖直导轨；16、竖向导轨；17、双目CCD相机；18、手臂连接架；19、步进电机；20、右齿条；21、手架；22、右滑块；23、右手指；24、第一滑轨；25、第二滑轨；26、左手指；27、左滑块；28、左齿条；29、主动齿轮；30、右支架；31、滑轨；32、右固定支架；33、左支架；34、左固定支架；35、弹簧钢片；36、果袋。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图9，一种基于机器视觉的葡萄套袋机器人，该机器人适用的葡萄的种植模式如下：

选择适当葡萄的种植模式可以为机器人更有效的识别目标对象。水平棚架栽培的葡萄，果实下垂分布在于地面平行的平面内，周围的障碍物相对较少。同时，水平棚架栽培具有较宽的行距，这样的栽培十分有利于利用机器视觉的葡萄套袋机器人进行套袋操作。

采用水平棚架栽培，这样做不仅可以提高葡萄园的通风透光性能，减少夏季潮湿滋生疾病的发生，同时能灵活地进行整形修剪。按1m×4.0m株行距定植建园。棚架高度2m，用水泥柱搭建，角柱长、宽、高为3.2m×0.14m×0.14m，边柱为2.7m×0.1m×0.1m，顶柱为2.0m×0.06m×0.06m，边柱间距为4m。为了增加拉力，角柱、边柱均向外倾斜10°-15°，柱顶端用铁丝连接地下深埋石头固定。四周及边柱拉线用8号镀锌铁丝，边柱对拉线之间用14号镀锌丝编成间距20厘米的加密网格，棚架中间对拉线的每个交叉点用顶柱垂直支撑。常用的网格为40厘米，加密为20厘米网格，可以有效减少葡萄叶下垂落下作为葡萄的背景，干扰机器人进行葡萄的识别，有利于套袋机器人更快、更有效的识别出葡萄的位置。

利用剪枝整形，构造一字形树形结构。水平棚架一字形树形的特点：从竖立的主干上水平分生两条长主蔓，呈笔直的“一”字形，在其上面均匀地分布一列短梢的结果枝组。结果枝组均匀等距的分布在主蔓的两侧，这种剪枝方式可使结果后葡萄位置能在一条近似的直线上，有利于套袋机器人更快的完成套袋操作。

整形要点结合图9，具体剪枝方式如下：第一年，葡萄苗木栽植后，每株培养一条强健的新梢，冬季将其引缚于棚架上，根据枝条的充实程度进行短截，副梢疏去，以形成第一主蔓。第二年，于生长期在第一主蔓距棚架30～50厘米处，向相反方向培养1～2条新梢，作为主蔓预备枝，将其下部的新梢疏去。将第一主蔓上部的新梢分别向两侧引缚，延长梢留10～15片叶摘心。冬剪时，对第一主蔓的延长枝进行适度短截，将其他新梢留1～2个芽，使其成为结果母枝。从第二主蔓预备枝中选一条位置合适，长势强健的新梢，作为第二主蔓，进行适度的短截，并将另一条疏去。第三年即可基本成形，使所留的两条主蔓继续延长，到达计划长度后不再延长。对所留的结果母枝，进行更新修剪。以后的修剪方法相同，使两行植株的主蔓之间相距200厘米。

机器人智能移动平台：机器人智能移动平台有履带车1、运动控制器(图中未标出，置于履带车1内)、电机驱动器(图中未标出，置于履带车1内)，车载计算机(图中未标出，置于履带车1内)，云台摄像机及二维激光测距仪组成，具有自动导航行走，障碍物检测功能。

机器人智能移动平台中的履带车1采用后轮驱动方式，云台摄像机2实时检测路面导航路径信息，车载计算机将云台摄像机获取的导航路径信息进行计算，并将计算得到的导航路径偏差输送给运动控制器，车轮电机驱动器根据运动控制器输出的两轮差速对履带车进行路径跟踪。

为了确保机器人自动导航移动的安全性，在履带车上安装了使用二维激光测距仪2的障碍物检测传感器。该传感器可以在一定的半径范围内进行180°的扫描，以极坐标的方式获得存在于这一范围内的物体的距离。不仅可以判断有无障碍物的存在，对于移动的障碍物，其移动方向、速度甚至于障碍物的大小都可以推断。尽量获得障碍物的相关信息，有利于采取适当的回避对策。

计算机视觉识别定位系统：计算机视觉识别定位系统主要由车载计算机，安装在履带车1内，竖向滑轨15及安装在上面的背景板14，竖直滑轨16及其上面的双目彩色CCD相机17。

竖直滑轨16上安装的双目彩色CCD相机17可以上下移动，从而确定不同高度的葡萄。水平大棚栽培的葡萄果实一般都在同一高度，但对于不同高度的大棚，葡萄的高度也不同。故需要竖直滑轨来调节相机的高度，从而扩大其应用范围。相机高度调整完毕后，相机将固定不动。

彩色CCD相机17固定在竖直导轨16上面，用于采集葡萄图像，用于识别与定位。两个彩色相机分别采集葡萄的图像，利用计算机图像处理技术确定葡萄重心在图像中的二维坐标。再利用双目立体定位算法，确定其的深度信息，即葡萄在相机中的三维坐标。利用摄像机坐标系和机器人坐标系的坐标转换关系，得到葡萄重心及葡萄中心线在机器人坐标系中的空间坐标及形状参数。

虽然是在水平大棚下栽培的葡萄，但由于套袋时期的葡萄是绿色的，与其叶子颜色相似，难以通过颜色特征将其识别出来，再加上葡萄本身形状复杂。直接进行计算机视觉识别难度较大，且会消耗大量的时间，降低套袋机器人的操作速度。故在摄像机的对面设置了一块高度可调的背景板14。这样做可以将复杂背景简单化，有利于机器人更准确，更快的识别出葡萄，提高套袋效率。

机械臂装置：机械臂的结构形式大致有直角坐标型、圆柱坐标型、极坐标型和关节坐标型。其中，关节型机器臂主体结构有4个自由度，主要由旋转关节组成，具有与人的肩、肘、腕相对应的关节，比其他类型的机械手更接近于人的手臂。此类机械臂灵活性强，结构紧凑工作范围大且占用空间小。本专利采用关节型机器手臂，包括基座5，腰部6，肩关节7，大臂8，肘关节9，小臂10，腕关节11，末端执行器12，整套装置固定在履带车上。根据葡萄的套袋作业要求，机械臂选用4自由度设计，分别为腰关节旋转、肩关节俯仰，肘关节俯仰，腕关节俯仰。为尽量减轻结构质量和体积，降低传动机构的复杂性，四个关节的机械结构形式基本相同，均采用直流力矩电机串接谐波减速器的传动方式，实现驱动元件和执行部分合二为一的目的。底座及关节连杆设计为薄壁结构，在保证刚度和强度的前提下，底座和各关节均采用铝合金材料，而各连杆则选用轻质高强的碳纤维管。控制系统采用基于CAN总线通信的分布式控制，机械臂各关节控制器分布在各个关节上，并作为CAN总线上的节点，与上位机通信只需四根连线，不仅大大简化系统布线，而且可方便地实现机械臂的关节扩展。

本装置由车载计算机中的机械臂轨迹规划和运动控制系统控制。

当计算机视觉识别定位系统将识别出的葡萄的空间坐标及其他信息传送到机械臂轨迹规划和运动控制系统中后，运动控制中心将进行轨迹推算各个关节合理的运动参数，并向各个关节传送运动指令，使机械臂准确到达套袋位置，末端执行器实现葡萄的套袋操作。

末端执行器：末端执行器12固定在机械臂末端的，采用的齿轮齿条式开闭机构。主要由电机，手指，齿轮，齿条，滑块，滑轨，手架组成。

左手指26与左齿条28通过螺钉固定在左滑块27上，右手指23与右齿条20同样通过螺钉固定在右滑块22上。滑块分别通过滑轨固定在手架21上，所述滑轨包括并排设置的第一滑轨24和第二滑轨25，并且可以在滑轨上移动。

步进电机19通过螺栓固定在手架21上，电机轴通过销钉与齿轮轴固定。通过控制电机的正反转从而控制齿轮的正反转。装在电机轴上的主动齿轮29通过左齿条28和右齿条20将旋转运动转变为了直线运动。齿条的移动带动了滑块在滑轨上移动，进而带动了手指的移动。

当电机顺时针旋转时，手指闭合，可以进行撑袋和取袋的操作；反之，电机逆时针旋转时，手指张开，即是封袋操作。手指的张开及闭合速度可以通过控制电机的转速及转向得到实现。

套袋及套袋方式：目前市场上葡萄果袋的种类和颜色比较多，但其基本结构相似。纸袋的袋口上粘贴了一条较软的金属丝，将纸袋套入葡萄后，用金属丝将袋口扎紧，使果袋不致脱落。若机器人采用人工的方式做这项作业，将使机器人末端执行器结构和控制十分复杂。故通过简单的修改套袋的结构，从而简化机器人的套袋操作。套袋袋口处有两篇具有弹性的弹簧钢片，由于传统的纸袋弹性差，易破损，袋口处采用塑料材质，用于包住两条弹簧钢片。弹簧钢片下方是采用传统的套袋纸。机器人末端执行器手指从两侧用力一压，弹簧钢片受压后张开，袋口即可张开，机器人末端执行器手指松开袋口就能闭合，完成套袋动作。

果袋支架：果袋支架4主要作用是支撑果袋和放置果袋。果袋支架主要有左支架33，右支架30，滑轨31及左固定架34，右固定架32组成。左支架33与右支架30之间的距离可以调整。支架底部可用螺栓顶住滑轨31，从而得到固定。整个支架通过螺栓固定在履带车上。

由于不同的葡萄采用的套袋大小不同，果袋支架之间的距离可调，从而满足不同种类的葡萄套袋需要。未装上果袋时，使支架之间的距离小于果袋的直径，果袋装入后弹簧钢片处于小幅度的张开状态，这样不仅可以利用弹簧钢片的张力将果袋固定在支架上，还有利于末端执行器更加可靠、稳定的取果袋。果袋上的弹簧钢片宽度为20mm，为了防止果袋滑出支架，支架的做成了V形槽，并每隔20mm留出一段10mm的间隔，这样可以更加方便的安装多个果袋。

套袋机器人取袋及套袋过程：从图6可知，果袋在果架上的初始状态是微张开的状态，如(a)所示，这样做不仅可以使果袋固定在果架上，而且有利于机器手指取果袋。机器人手指凹槽可以通过果袋架直接夹紧果袋上的弹簧钢片，使果袋撑开自然脱离支架，如(b)所示，从而进行下一步的套袋操作。

机器人通过计算机视觉系统得到葡萄的形状参数及空间位置参数后，将参数传递给机械臂轨迹规划与运动控制系统。控制系统得到识别葡萄的信号后开始控制机械臂到达果袋支架位置，末端执行器上的电机顺时针旋转时，齿轮顺时针转动带动齿条相向运动，手指加紧果袋上的弹簧钢片使果袋脱离支架，同时也完成了将果袋撑开的操作。此时，机械臂轨迹规划与运动控制系统通过得到的葡萄的形状参数及空间位置参数计算出合理的运动轨迹，并向各个关节传送运动指令，使机械臂准确到达葡萄的正下方，控制随后末端执行器竖直上升，逐渐套至葡萄的穗柄处，此时，末端执行器上的电机逆时针转动，齿轮逆时针旋转带动齿条向两侧运动，从而松开了弹簧钢片，即可封袋。套袋完成后机器臂回零位，机器人继续前进。

本实施例的套袋机器人基本工作过程：

(1)套袋机器人沿着导航路径移动，双目视觉识别定位系统中的摄像机实时采集外界图像。

(2)双目视觉识别定位系统不断将采集到的图像进行葡萄识别处理，判断采集到的图像中是否存在葡萄及是否存在完整的葡萄。套袋时期的葡萄形状虽各异，但其面积大小相差不大。故规定一个面积区间，葡萄图像的面积位于这个区间内且保持一段时间不变化，则认为采集到了完整葡萄图像。

(3)当摄像机采集到完整葡萄图像，则机器人停止移动。

(4)两相机分别采集葡萄图像，并计算其重心。利用双目视觉立体定位，得到其深度信息，从而确定其在摄像机坐标系中的坐标。同时计算出葡萄在竖直方向上的长度及宽度等参数信息，确定其中心线所在位置。

(5)利用摄像机坐标系和机器人坐标系的坐标转换关系，把葡萄重心，中心线及果穗长度等在摄像机坐标系下的信息转换到机器人坐标系下的对应参数信息。

(6)将坐标转换后得到的葡萄空间坐标信息及葡萄的长度，宽度参数输入到机械臂轨迹规划及运动控制系统中，同时向机械臂控制系统发出启动命令。

(7)机械臂轨迹规划及运动控制系统收到启动命令后，通过轨迹规划使机械臂准确到达果袋支架位置，末端执行器手指闭合完成取袋及撑开套袋的操作。

(8)机械臂轨迹规划及运动控制系统利用葡萄空间坐标信息及葡萄的长度，宽度参数进行轨迹推算各个关节合理的运动参数，并向各个关节传送运动指令。通过机械臂的轨迹规划，使套袋机器人的末端执行器位于果穗的正下方，使果袋的中心线与葡萄果穗的中心线在同一直线上，随后果袋竖直向上逐渐套至葡萄的穗柄处后封袋。首先将套袋末端执行器运动至葡萄果穗正下方50mm处，套袋末端执行器手指的中心线与双目视觉系统得到的葡萄的中心线位置保持在同一直线上。随后套袋末端执行器竖直上升，上升停止高度为葡萄高度的上方15mm处，末端执行器手指张开即可封袋。

(9)控制系统通过分析套袋后的图像，分析是否套袋完成，若未完成，则继续重复步骤(4)。

(10)套袋完成后机器臂回零位，机器人机器前进。

Claims (8)

1.一种基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统，其特征在于：所述葡萄套袋机器人系统包括机器人智能移动平台、计算机视觉识别定位装置和机械臂套袋装置；

所述机器人智能移动平台包括履带车、运动控制器、电机驱动器、车载计算机，云台摄像机和二维激光测距仪，所述履带车内安装车载计算机，所述车载计算机还包括自动路径导航模块，将云台摄像机获取的导航路径信息进行计算，并将计算得到的路径导航参数输送给运动控制器，车轮电机驱动器根据运动控制器输出的两轮差速对履带车进行路径跟踪；障碍物检测模块，利用二维激光测距仪的障碍物检测传感器对周围环境进行180°扫描，获得障碍物的位置信息；

所述计算机视觉识别定位装置包括竖直滑轨和用以采集葡萄图像的双目彩色CCD相机，所述履带车上安装竖直滑轨，所述双目彩色CCD相机可上下移动地安装在所述竖直滑轨上，所述车载计算机还包括用以根据葡萄图像确定葡萄重心在图像中的二维坐标，再利用双目立体定位算法确定深度信息，利用摄像机坐标系和机器人坐标系的坐标转换关系，得到葡萄重心及葡萄中心线在机器人坐标系中的空间坐标及形状参数的葡萄定位模块；

机械臂套袋装置包括机械臂、末端执行器和套袋，所述机械臂安装在所述履带车上，所述机械臂上安装末端执行器，所述末端执行器上安装套袋。

2.如权利要求1所述的基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统，其特征在于：所述机械臂包括从下到上依次连接的基座、腰部、肩关节、大臂、肘关节、小臂和腕关节，所述基座固定安装在履带车上，所述基座上可转动地安装腰部，所述腰部上安装可俯仰转动的肩关节，所述肩关节与大臂下端连接，所述大臂上端与可俯仰转动的肘关节连接，所述肘关节与小臂下端连接，所述小臂上端与可俯仰转动的腕关节连接，所述腕关节上安装末端执行器。

3.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统，其特征在于：所述末端执行器包括手臂连接架、步进电机、主动齿轮、左齿条、右齿条、左滑块、右滑块、滑轨、左手指和右手指，所述步进电机安装在所述手臂连接架上，所述步进电机的输出轴上安装所述主动齿轮，所述主动齿轮的上下分别与左齿条、右齿条啮合，所述左齿条与左滑块固定连接，所述右齿条与右滑块固定连接，所述手臂连接架上安装滑轨，所述左滑块、右滑块分别套装在所述滑轨上，所述左滑块上安装左手指，所述右滑块上安装右手指。

4.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统，其特征在于：所述套袋的袋口设有两片具有弹性的弹性钢片。

5.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统，其特征在于：所述果袋支架包括左固定架、右固定架、滑轨、左支架和右支架，所述左固定架、右固定架分别安装在履带车上，所述左固定架、右固定架之间安装滑轨，所述滑轨上安装左支架和右支架。

6.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统，其特征在于：所述车载计算机还包括葡萄识别及定位模块，用以根据葡萄重心及葡萄中心线在机器人坐标系中的空间坐标及形状参数，计算机械臂轨迹规划，依照机械臂轨迹规划控制腰部、肩关节、肘关节和腕关节动作，使得末端执行器运动至葡萄的正下方；自动套袋模块，用以控制末端执行器上升，并将初始状态为闭合状态的手指张开完成封袋。

7.如权利要求5所述的基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统，其特征在于：所述车载计算机还包括果袋支架定位模块，根据果袋支架在履带车上的位置参数，进行机械臂轨迹规划，依照机械臂轨迹规划控制腰部、肩关节、肘关节和腕关节动作，使得末端执行器到达果袋支架位置；自动取袋模块，用于控制末端执行器手指闭合，完成取袋及撑开套袋的操作。

8.如权利要求1或2所述的基于机器视觉的葡萄套袋机器人系统，其特征在于：所述计算机视觉识别定位装置还包括背景板，所述履带车上安装竖向滑轨，所述竖向滑轨上可上下移动地安装背景板。

Images