CN107481247A - 一种智慧农业用采摘机器人控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智慧农业用采摘机器人控制系统及方法，该系统包括图像采集器、激光扫描仪、激光测距模块、图像处理器、主控制器、采摘执行机构以及智能终端。本发明能够精确的控制采摘执行机构自动完成采摘动作，采摘效率大，节省了人力物力，而且采摘水果的数量、水果的采摘时间、采摘水果的大小可以通过无线网实时输出给智能终端，用户可以知晓每次采摘的具体情况，智能化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及智慧农业领域，尤其涉及一种智慧农业用采摘机器人控制系统及方法。
背景技术
所谓智慧农业就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。然而，智慧农业不仅是农业管理上的实现智慧管理，农业设备上也要实现智慧操作，但是，目前很多农业设备还是比较传统，例如蔬菜水果的采摘，大部分还是依赖人工分辨好坏而后手动完成采摘动作，不仅采摘的蔬菜水果规格不一，而且采摘效率低，人力成本高。
发明内容
本发明的目的在于通过一种智慧农业用采摘机器人控制系统及方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种智慧农业用采摘机器人控制系统，其包括图像采集器、激光扫描仪、激光测距模块、图像处理器、主控制器、采摘执行机构以及智能终端；所述图像采集器与图像处理器连接，用于采集待采摘水果的图像信息，并输出给图像处理器处理；所述激光扫描仪与激光测距模块连接，用于测量采摘执行机构距离待采摘水果的距离；所述图像处理器与主控制器连接，用于对所述图像信息进行图像分割，将图像信息中的水果图像与其余图像分离，对水果图像进行特征抽离，对抽离的特征进行量化，通过分类决策获得最终水果图像，对所述水果图像进行去噪处理，然后进行二值化操作，获得水果图像的轮廓，根据水果图像的轮廓计算出水果图像中水果的大小、形状信息，输出给主控制器；所述激光测距模块与主控制器连接，用于根据激光扫描仪的扫描信息，测出采摘执行机构距离待采摘水果的距离数据，输出给主控制器；所述主控制器与采摘执行机构连接，用于根据待采摘水果的大小、形状信息及采摘执行机构距离待采摘水果的距离数据，输出驱动指令驱动采摘执行机构完成水果采摘动作；所述智能终端与主控制器连接，用于接收主控制器输出的采摘信息，及输出控制指令控制采摘执行机构进行水果采摘。
特别地，所述智能终端包括但不限于智能手机、平板、个人电脑，所述智能终端通过蓝牙、Wi-Fi的任一种与主控制器通讯。
特别地，所述采摘信息包括但不限于采摘水果的数量、水果的采摘时间、采摘水果的大小。
本发明还公开了一种智慧农业用采摘机器人控制方法，其包括如下步骤：
S101、图像采集器采集待采摘水果的图像信息，并输出给图像处理器处理；
S102、激光扫描仪测量采摘执行机构距离待采摘水果的距离；
S103、图像处理器对所述图像信息进行图像分割，将图像信息中的水果图像与其余图像分离，对水果图像进行特征抽离，对抽离的特征进行量化，通过分类决策获得最终水果图像，对所述水果图像进行去噪处理，然后进行二值化操作，获得水果图像的轮廓，根据水果图像的轮廓计算出水果图像中水果的大小、形状信息，输出给主控制器；
S104、激光测距模根据激光扫描仪的扫描信息，测出采摘执行机构距离待采摘水果的距离数据，输出给主控制器；
S105、主控制器根据待采摘水果的大小、形状信息及采摘执行机构距离待采摘水果的距离数据，输出驱动指令驱动采摘执行机构完成水果采摘动作；
S106、智能终端接收主控制器输出的采摘信息，及输出控制指令控制采摘执行机构进行水果采摘。
特别地，所述智能终端包括但不限于智能手机、平板、个人电脑，所述智能终端通过蓝牙、Wi-Fi的任一种与主控制器通讯。
特别地，所述采摘信息包括但不限于采摘水果的数量、水果的采摘时间、采摘水果的大小。
本发明提出的智慧农业用采摘机器人控制系统及方法能够精确的控制采摘执行机构自动完成采摘动作，采摘效率大，节省了人力物力，而且采摘水果的数量、水果的采摘时间、采摘水果的大小可以通过无线网实时输出给智能终端，用户可以知晓每次采摘的具体情况，智能化程度高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的智慧农业用采摘机器人控制方法流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的智慧农业用采摘机器人控制系统结构图。
本实施例中智慧农业用采摘机器人控制系统具体包括图像采集器、激光扫描仪、激光测距模块、图像处理器、主控制器、采摘执行机构以及智能终端；所述图像采集器与图像处理器连接，用于采集待采摘水果的图像信息，并输出给图像处理器处理；所述激光扫描仪与激光测距模块连接，用于测量采摘执行机构距离待采摘水果的距离；所述图像处理器与主控制器连接，用于对所述图像信息进行图像分割，将图像信息中的水果图像与其余图像分离，对水果图像进行特征抽离，对抽离的特征进行量化，通过分类决策获得最终水果图像，对所述水果图像进行去噪处理，然后进行二值化操作，获得水果图像的轮廓，根据水果图像的轮廓计算出水果图像中水果的大小、形状信息，输出给主控制器；所述激光测距模块与主控制器连接，用于根据激光扫描仪的扫描信息，测出采摘执行机构距离待采摘水果的距离数据，输出给主控制器；所述主控制器与采摘执行机构连接，用于根据待采摘水果的大小、形状信息及采摘执行机构距离待采摘水果的距离数据，输出驱动指令驱动采摘执行机构完成水果采摘动作；所述智能终端与主控制器连接，用于接收主控制器输出的采摘信息，及输出控制指令控制采摘执行机构进行水果采摘。在本实施例中所述采摘信息包括但不限于采摘水果的数量、水果的采摘时间、采摘水果的大小。所述智能终端包括但不限于智能手机、平板、个人电脑，所述智能终端通过蓝牙、Wi-Fi的任一种与主控制器通讯。
本发明的技术方案能够精确的控制采摘执行机构自动完成采摘动作，采摘效率大，节省了人力物力，而且采摘水果的数量、水果的采摘时间、采摘水果的大小可以通过无线网实时输出给智能终端，用户可以知晓每次采摘的具体情况，智能化程度高。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (6)
1.一种智慧农业用采摘机器人控制系统，其特征在于，包括图像采集器、激光扫描仪、激光测距模块、图像处理器、主控制器、采摘执行机构以及智能终端；所述图像采集器与图像处理器连接，用于采集待采摘水果的图像信息，并输出给图像处理器处理；所述激光扫描仪与激光测距模块连接，用于测量采摘执行机构距离待采摘水果的距离；所述图像处理器与主控制器连接，用于对所述图像信息进行图像分割，将图像信息中的水果图像与其余图像分离，对水果图像进行特征抽离，对抽离的特征进行量化，通过分类决策获得最终水果图像，对所述水果图像进行去噪处理，然后进行二值化操作，获得水果图像的轮廓，根据水果图像的轮廓计算出水果图像中水果的大小、形状信息，输出给主控制器；所述激光测距模块与主控制器连接，用于根据激光扫描仪的扫描信息，测出采摘执行机构距离待采摘水果的距离数据，输出给主控制器；所述主控制器与采摘执行机构连接，用于根据待采摘水果的大小、形状信息及采摘执行机构距离待采摘水果的距离数据，输出驱动指令驱动采摘执行机构完成水果采摘动作；所述智能终端与主控制器连接，用于接收主控制器输出的采摘信息，及输出控制指令控制采摘执行机构进行水果采摘。
2.根据权利要求1所述的智慧农业用采摘机器人控制系统，其特征在于，所述智能终端包括但不限于智能手机、平板、个人电脑，所述智能终端通过蓝牙、Wi-Fi的任一种与主控制器通讯。
3.根据权利要求1所述的智慧农业用采摘机器人控制系统，其特征在于，所述采摘信息包括采摘水果的数量、水果的采摘时间、采摘水果的大小。
4.一种智慧农业用采摘机器人控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101、图像采集器采集待采摘水果的图像信息，并输出给图像处理器处理；
S102、激光扫描仪测量采摘执行机构距离待采摘水果的距离；
S103、图像处理器对所述图像信息进行图像分割，将图像信息中的水果图像与其余图像分离，对水果图像进行特征抽离，对抽离的特征进行量化，通过分类决策获得最终水果图像，对所述水果图像进行去噪处理，然后进行二值化操作，获得水果图像的轮廓，根据水果图像的轮廓计算出水果图像中水果的大小、形状信息，输出给主控制器；
S104、激光测距模根据激光扫描仪的扫描信息，测出采摘执行机构距离待采摘水果的距离数据，输出给主控制器；
S105、主控制器根据待采摘水果的大小、形状信息及采摘执行机构距离待采摘水果的距离数据，输出驱动指令驱动采摘执行机构完成水果采摘动作；
S106、智能终端接收主控制器输出的采摘信息，及输出控制指令控制采摘执行机构进行水果采摘。
5.根据权利要求4所述的智慧农业用采摘机器人控制系统，其特征在于，所述智能终端包括但不限于智能手机、平板、个人电脑，所述智能终端通过蓝牙、Wi-Fi的任一种与主控制器通讯。
6.根据权利要求4所述的智慧农业用采摘机器人控制系统，其特征在于，所述采摘信息包括采摘水果的数量、水果的采摘时间、采摘水果的大小。
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