CN111805553A - 推料机器人、推料系统以及推料管理方法 - Google Patents

推料机器人、推料系统以及推料管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一推料机器人、推料系统以及推料管理方法，其中所述推料系统包括至少一推料机器人、至少一充能装置以及一管理单元，其中所述管理单元包括一检测模块、一处理模块以及一控制模块，其中所述处理模块和所述检测模块被可通信地连接，所述处理模块和所述控制模块被可通信地连接，其中所述推料机器人和所述充能装置被分别可控制地连接于所述管理单元，在所述推料机器人需要充能时，所述检测模块检测周围环境信息以获取至少一视觉标识，所述处理模块基于所述视觉标识生成一导航指令并且发送所述导航指令至所述控制模块，所述控制模块基于所述导航指令控制所述推料机器人和所述充能装置相遇以为所述推料机器人充能。

Description

推料机器人、推料系统以及推料管理方法
技术领域
本发明涉及到农业领域，尤其涉及到一推料机器人、推料系统以及推料管理方法。
背景技术
目前在农业领域，规模化和自动化是重要的发展趋势。被养殖的动物在进食时，通常将饲料放置在栏杆外，动物位于栏杆内侧，一方面避免动物的排泄物对于饲料造成污染，另一方面也有利于保持养殖栏内的清洁。
动物在进食过程中，通过移动头部不断拱起饲料来进食。在这个过程中，其他饲料会被推离养殖栏。也就是说，动物在进食一段时间后，会发现饲料被推远，从而无法继续进食。
在传统养殖过程中，养殖户需要人工将饲料不断移动回原来的位置，以使得动物能够持续获得食物。在自动化养殖的背景下，养殖户采用推料机器人来完成这项工作。推料机器人能够利用自动导航技术，自动将饲料推送给动物。
为了方便作业，所述推料机器人自带有储能装置，当电能耗尽时，可以回到充电桩进行充能。所述推料机器人能够自动回到充电桩充电。在目前的技术中，通常在所述推料机器人的作业区铺设磁性导航件，比如说磁条或者是磁钉。所述推料机器人被设置有磁性传感器，藉由所述磁性传感器和所述磁性导航件，所述推料机器人能够回到充电桩进行补能。然而，采用此所述磁性传感器和所述磁吸导航件导航的方式施工成本较高，并且后期维护成本较高，尤其是当养殖场的所述作业区和充电桩之间的距离较远时，利用这种方式进行充能的成本较为昂贵。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一推料机器人、推料系统以及推料管理方法，其中所述推料机器人能够自动回到一充电装置充电，并且所述推料机器人能够基于视觉导航自动移动。
本发明的另一个目的在于提供一推料机器人、推料系统以及推料管理方法，其中所述推料机器人能够采集铺设在行进方向的视觉标识，从而实现一作业区至所述充电装置的自动导航。
本发明的另一目的在于提供一推料机器人、推料系统以及推料管理方法，其中所述推料机器人能够连续无人作业，完成自动推料、自动充电以及自动返回的动作。
本发明的另一目的在于提供一推料机器人、推料系统以及推料管理方法，其中所述推料机器人能够在电能耗尽之前提前前往所述充电装置进行充电，以避免在寻找所述充电装置的路程中断电。
本发明的另一目的在于提供一推料机器人、推料系统以及推料管理方法，其中所述推料机器人能够自动返回到充电前作业位置以连续作业。
本发明的另一目的在于提供一推料机器人、推料系统以及推料管理方法，其中所述推料机器人能够在作业的同时被自动充电，藉由一个充电机器人自动找到需要的充电的所述推料机器人，然后对于所述推料机器人进行充电。
本发明的另一目的在于提供一推料机器人、推料系统以及推料管理方法，其中在一个所述推料机器人电量耗尽时，另一个所述推料机器人能够替代作业，以使得动物能够持续进食。
根据本发明的一方面，本发明提供了一推料管理方法，其包括如下步骤：
当在一作业区推料作业的一推料机器人需要补能，藉由至少一视觉传感器获取周围环境中的至少一视觉标识以生成一导航指令；和
基于所述导航指令控制所述推料机器人和一充能装置相遇，以通过所述充能装置为所述推料机器人充能。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，沿着所述导航指令控制所述推料机器人朝向所述充能装置移动至所述充能装置的一充能范围，所述视觉传感器被设置于所述推料机器人，并且能够实时获取所述推料机器人行进方向的周围环境信息。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，沿着所述导航指令控制所述充能装置朝向所述推料机器人移动至所述推料机器人位于所述充能装置的一充能范围，所述视觉传感器被设置于所述充能装置，并且能够实时获取所述充能装置进行方向的周围环境信息。
根据本发明的一个实施例，所述推料管理方法进一步包括如下步骤：
当在所述作业区域推料作业的所述推料机器人需要补能，获取所述推料机器人所在位置；和
驱动另一所述推料机器人前往以替代原先的所述推料机器人作业。
根据本发明的一个实施例，所述视觉标识为铺设在地面的标识线。
根据本发明的一个实施例，所述生成所述导航指令步骤包括如下步骤：
被设置于所述推料机器人的所述视觉传感器获取行进方向的环境图像数据；
基于所述环境图像数据读取所述视觉标识以构建一导航路线；以及
计算所述推料机器人到所述导航路线的偏移距离L和偏移角度θ以生成所述导航指令。
根据本发明的一个实施例，所述生成所述导航指令步骤包括如下步骤：
被设置于所述推料机器人的所述视觉传感器获取行进方向的环境图像数据；
基于所述环境图像数据读取所述视觉标识；
计算所述推料机器人到所述视觉标识的偏移距离L和偏移角度θ；以及
基于偏移距离L和偏移角度得出行驶转向角β以生成所述导航指令。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，当所述视觉传感器捕捉到一停止标识，所述推料机器人停止运动。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一推料机器人，适于通过一充能装置被供能，其中所述推料机器人包括：
一推料主体；和
一充能导航装置，其中所述充能导航装置包括：
至少一视觉传感器；
一处理器；以及
一控制器，其中所述视觉传感器被设置于所述推料主体，所述视觉传感器被可通信地连接于所述处理器，所述处理器被可通信地连接于所述控制器，在所述推料主体需要被充能时，所述视觉传感器采集所述推料主体行进方向的周围环境信息，所述周围环境信息包括至少一视觉标识，所述处理器基于所述处理器获取的所所述视觉标识生成一导航指令并且将所述导航指令发送至所述控制器，所述控制器基于所述导航指令控制所述推料主体以引导所述推料主体移动至该充能装置。
根据本发明的一个实施例，所述视觉传感器被设置于所述推料主体的顶部。
根据本发明的一个实施例，所述视觉传感器被可转动地设置于所述推料主体。
根据本发明的一个实施例，所述视觉传感器被可绕所述X轴、Y轴或者是Z轴转动地安装于所述推料主体。
根据本发明的一个实施例，所述推料机器人包括一位置传感器，其中所述位置传感器被可通信地连接于所述处理器，所述位置传感器用于获取所述推料主体的位置信息，在所述推料机器人充能完毕后，基于所述位置传感器获取的位置信息，所述控制器控制所述推料主体返回原先的位置。
根据本发明的一个实施例，所述推料主体包括一推料装置和一移动装置，其中所述移动装置被设置于所述推料装置并且能够带动所述推料装置移动，其中所述视觉传感器被设置于所述推料装置。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一推料系统，其包括：
至少一推料机器人；
至少一充能装置；以及
一管理单元，其中所述管理单元包括一检测模块、一处理模块以及一控制模块，其中所述处理模块和所述检测模块被可通信地连接，所述处理模块和所述控制模块被可通信地连接，其中所述推料机器人和所述充能装置被分别可控制地连接于所述管理单元，在所述推料机器人需要充能时，所述检测模块检测周围环境信息以获取至少一视觉标识，所述处理模块基于所述视觉标识生成一导航指令并且发送所述导航指令至所述控制模块，所述控制模块基于所述导航指令控制所述推料机器人和所述充能装置相遇以为所述推料机器人充能。
根据本发明的一个实施例，所述检测模块被设置于所述推料机器人，所述控制模块引导所述推料机器人朝向所述充能装置移动。
根据本发明的一个实施例，所述检测模块被设置于所述充能装置，所述控制模块引导所述充能装置朝向所述推料机器人移动。
根据本发明的一个实施例，在当前的所述推料机器人需要充能时，所述管理单元的所述控制模块发送指令至另一个所述推料机器人，藉由另一个所述推料机器人替代当前的所述推料机器人。
根据本发明的一个实施例，所述管理单元进一步包括一位置获取模块和一电量获取模块，其中所述位置获取模块和所述电量获取模块被分别可通信地连接于所述处理模块，所述位置获取模块用于获取所述推料机器人和所述充能装置的位置，所述电量获取模块用于获取所述推料机器人的剩余电量，基于所述位置获取模块和所述电量获取模块的信息，所述处理模块确定前往所述充能装置充能的一时机。
根据本发明的一个实施例，所述管理单元进一步包括一搜索模块，其中所述搜索模块被可通信地连接于所述处理模块，所述搜索模块用于基于预设条件搜索所述推料机器人周围的其他的可用的所述推料机器人。
附图说明
图1是根据本发明的一较佳实施例的一推料机器人的示意图。
图2是根据本发明的上述较佳实施例的所述推料机器人的框图示意图。
图3A是根据本发明的上述较佳实施例的所述推料机器人的应用示意图。
图3B是根据本发明的上述较佳实施例的所述推料机器人的应用示意图。
图3C是根据本发明的上述较佳实施例的所述推料机器人的应用示意图。
图4是根据本发明的上述较佳实施例的所述推料机器人的一工作流程示意图。
图5是根据本发明的上述较佳实施例的所述推料机器人的一工作流程示意图。
图6是根据本发明的一较佳实施例的一推料系统的示意图。
图7A是根据本发明的上述佳实施例的所述推料系统的应用示意图。
图7B是根据本发明的上述佳实施例的所述推料系统的应用示意图。
图8A是根据本发明的上述佳实施例的所述推料系统的应用示意图。
图8B是根据本发明的上述佳实施例的所述推料系统的应用示意图。
图9是根据本发明的上述较佳实施例的所述推料系统的应用示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参考附图1至附图3C所示，根据本发明的一较佳实施例的一推料机器人1被阐明。
所述推料机器人1能够自动在一作业区域内对于饲料进行推料，以使得动物能够持续进食。当所述推料机器人1需要补充电能时，所述推料机器人1能够被自动充能。因此，在整个推料作业过程中，极少需要人工干预，提高了生产效率。
所述推料机器人1包括一推料主体10和一充能导航装置20，其中所述充能导航装置20被设置于所述推料主体10，所述推料主体10用于推料，所述充能导航装置20适于为所述推料主体10进行能源补充。
详细地说，所述推料主体10包括一推料装置11和一移动装置12，其中所述移动装置12被设置于所述推料装置11，以带动所述推料装置11运动。所述推料装置11用于推动饲料，所述移动装置12适于沿着一工作面移动。所述充能导航装置20能够为所述移动装置12提供导航。
所述移动装置12可以包括一可移动件121、一移动驱动电机122以及一移动供能部123，其中所述移动供能部123用于为所述移动驱动电机122供能。所述可移动件121被可驱动地连接于所述移动驱动电机122。所述可移动件121的移动方式可以是多样的，比如所述可移动件121可以是一滚轮、一转盘或者是一履带。
所述推料装置11可以包括一推料件111、一推料驱动电机112以及一推料供能部113，所述推料件111用于推移饲料。所述推料供能部113用于为所述推料驱动电机112供能。所述推料件111被可驱动地连接于所述推料驱动电机112。
可以理解的是，所述移动装置12和所述推料装置11可以共用一个电机或者是共用一个供能部件。
所述推料机器人1的所述充能导航装置20包括至少一视觉传感器21、一处理器22以及一控制器23，其中所述移动装置12和所述推料装置11被分别可控制地连接于所述控制器23，所述处理器22被可通信地连接于所述控制器23。所述视觉传感器21被设置于所述推料主体10，以获取所述推料主体10在行进过程中的周围环境信息。所述处理器22基于所述视觉传感器21获取的信息获取一导航路线并且将所述导航路线发送至所述控制器23。所述控制器23基于所述导航路线控制所述推料主体10，以使得所述推料主体10沿着所述导航路线行进。
所述推料主体10在所述充能导航装置20的引导下被引导至一充能装置2，其中所述充能装置2可以被实施为一充电桩、充电座或者充电箱。所述充能装置2可以是一固定装置，也可以是一可移动装置12。
所述推料机器人1移动至所述充能装置2的一可充电范围内时，所述充能装置2就可以为所述推料机器人1供电。值得注意的是，所述充能装置2的充电方式可以是无线充电，也可以是有线充电的方式。
详细地说，在一养殖场或者是牧场的一作业区域，所述推料机器人1位于所述作业区域。所述作业区域的周围或者是在所述作业区域设置有围栏，动物位于围栏的一侧，饲料位于围栏的另一侧。所述推料机器人1和饲料位于同一侧。
多头动物沿着围栏被排列，围栏的形状可以是多样的，可以是直线形状，也可以是曲形的，在本实施例中，以直线状围栏为例进行说明。饲料沿着围栏被排列，以使得围栏内的动物将头部自围栏探出就可以获取到位于围栏外侧的饲料。
随着时间的推移，动物的头部不断将饲料朝向围栏外侧拱动，以使得饲料和围栏之间的距离更远。所述推料机器人1在围栏外侧，也可以沿着围栏推动饲料至原先的位置或者是动物可触及的位置。
可以理解的是，所述推料机器人1在推料过程中导航方式是多种的，可以是沿着铺设好的路径进行作业，也可以是自动探索路径以进行作业的。换句话说，所述推料机器人1在推料作业过程中可以是巡线导航的，也可以是非巡线导航的。
当所述推料主体10的能源将要耗尽时，所述充能导航装置20的所述处理器22能够基于所述视觉传感器21检测到的周围标识，以生成所述导航路线。所述控制器23基于所述处理器22控制所述推料主体10沿着所述导航路线朝向所述充能装置2移动。
可以理解的是，当所述推料主体10的能源将要耗尽后，所述充能导航装置20可以接收到一个信号，然后开始工作，也可以是，所述充能导航装置20一直处于工作状态。
所述作业区域和所述充能装置2之间存在一定的距离，并且所述作业区域和所述充能装置2之间被布置有预设线路，所述预设路线可以是一实体的路线，可以通过在所述工作面喷涂、粘附视觉标识S的方式形成。所述预设路线在视觉上能够被所述充能导航装置20的所述视觉传感器21捕捉。
可以理解的是，所述预设路线可以是连续的路线，也可以是一不连续的路线，比如说可以在所述作业区域和所述充能装置2之间设置有多个所述视觉标识S。沿着多个所述视觉标识S，所述推料机器人1可以从所述作业区域的一作业位置移动至所充能装置2所在位置。
在本实施例中，所述预设路线可以被设置为一黄色实线。通过这样方式，用户不需要特意为所述推料机器人1充电而设置有原先的磁性轨道。所述视觉标识S的铺设非常简单，成本很低，用户对于特定区域进行染色即可。另外，所述推料机器人1在所述视觉标识S的作用下，藉由所述视觉传感器21，可以十分方便地找到所述充能装置2，不需要借助复杂的视觉计算。
进一步地，当所述推料机器人1移动至所述充能装置2附近并且完成充电之后，所述推料机器人1能够自动复位到原先的位置，继续推料作业。
详细地说，所述推料机器人1的所述充能导航装置20进一步包括一位置传感器24和一存储器25，其中所述位置传感器24和所述存储器25被分别可通信地连接于所述处理器22。所述位置传感器24用于获取所述推料主体10的位置信息，所述存储器25被可通信地连接于所述位置传感器24。所述存储器25能够用于存储所述推料主体10的位置信息。
在所述推料机器人1完成充电后，所述充能导航装置20的所述视觉传感器21能够转动至识别到所述视觉标识S，然后所述处理器22基于所述视觉传感器21获取的信息规划路线，所述控制器23控制所述推料主体10，以使得所述推料主体10回到原先的作业位置，重新开始作业。
值得注意的是，所述视觉传感器21被可转动地连接于所述推料主体10，以方便所述视觉传感器21获取所述推料主体10周围环境的信息，以识别到布置在所述推料主体10周围的所述视觉标识S。举例说明，所述视觉传感器21可以被布置为可绕X轴、Y轴或者Z轴运动的。所述视觉传感器21可以通过一云台被安装于所述推料主体10。也可以是，所述推料主体10本身可以是可转动的，被安装于所述推料主体10的所述视觉传感器21通过所述推料主体10的转动或者移动来扩大可探测范围。
进一步地，所述视觉标识S可以是多个，并且可以是不同的，比如说在靠近所述充能装置2位置可以被设置一停止标识。当所述充能导航装置20识别到所述停止标识，所述处理器22生成一信号并且发送至所述控制器23，所述控制器23控制所述推料主体10停止运动。
被设置有所述视觉标识S的区域被称为巡线区域。在所述推料主体10的运动过程中，所述充能导航装置20的所述视觉传感器21能够实时地采集所述推料主体10行进方向的路况信息。当所述推料主体10要进入到非巡线区域时，所述非巡线区域可以被设置有所述停止标识，以使得所述推料机器人1可以停止运动或者是切换到另外的导航模式。
所述推料机器人1在所述巡线区域内基于所述视觉标识S进行移动，以移动至所述充能装置2附近进行充电，其具体的一种工作流程可参考附图4所示。
首先，在所述作业区域到所述充能装置2之间可以被铺设有黄色实线作为导航路线，黄色实线的宽度可以是10cm～20cm。本领域技术人员可以理解的是，实线的颜色和形状可以根据需求被选择。
其次，当所述推料机器人1需要充电时，所述充能导航装置20的所述视觉传感器21实时探测所述推料主体10周围的环境信息，获取到图像数据Img，并且将图像传输到所述处理器22，所述处理器22能够根据所述图像数目中的颜色、方差、长宽比和面积等因素提取到所述视觉标识S。在本实施例中，就是黄色实线。基于所述视觉标识S生成一导航指令，比如说所述导航指令可以包括拟合获得所述导航路线，也可以包括转向角度，以供实时地控制所述推料机器人1。
详细地说，所述视觉传感器21实时地获取图像，所述处理器22实时地生成一车道线方程。随着所述推料主体10的移动，多个车道线方程被生成，所述处理器22基于各个所述车道线方程获得新的车道线并且可以对于所述车道线进行拟合，比如说计算推料机器人1重心到黄色实线所在区域中心的横向偏移距离L和偏移角度θ。
最后，当所述推料机器人1的所述视觉传感器21识别到所述停止标识，所述推料机器人1的巡线导航结束。所述推料机器人1可以进行非巡线相关的工作，比如说停靠在所述充能装置2附近以进行充电。如果所述推料机器人1没有检测到所述停止标识，那么所述推料机器人1继续巡线前进，至识别到所述停止标识或者是探测到所述充能装置2。
参考附图5所示，是根据本发明的所述推料机器人1的另一种工作流程被示意。
首先，在所述作业区域到所述充能装置2之间，可以被铺设有所述视觉标识S，所述视觉标识S可以是位于地面的黄色实线。可以理解的是，所述视觉标识S可以被躺于地面，也可以是立于地面。
其次，当所述推料机器人1需要充能时，所述视觉传感器21实时获取行进方向周围的环境信息，以获得所述图像数据Img。根据图像分割模型segmentation Model，计算黄色实线区域S＝segmentation Model(Img)。基于一计算模块dis Compute，根据所述视觉传感器21的架设高度H，所述视觉传感器21的光轴与地面的夹角及所述视觉传感器21自身的参数，计算推料机器人1重心到与黄色实现区域中心的横向偏移距离L和偏移角度θ。
然后，基于所述推料机器人1控制模型driveControl，计算出巡线行驶转角β，其中控制算法采用角度偏差PID控制器和横向距离偏差PID控制器实时控制所述推料机器人1的转向和行走，实现所述推料机器人1的巡线导航。
最后，当所述推料机器人1的所述视觉传感器21识别到所述停止标识，所述推料机器人1的巡线导航结束。所述推料机器人1可以进行非巡线相关的工作，比如说停靠在所述充能装置2附近以进行充电。如果所述推料机器人1没有检测到所述视觉传感器21，那么所述推料机器人1继续巡线前进，至识别到所述停止标识或者是探测到所述充能装置2。
参考附图6所示，根据本发明的另一较佳实施例的一推料系统1000被阐明。
所述推料系统1000包括至少一所述推料机器人1、至少一充能装置2以及一管理单元3，其中所述推料机器人1和所述充能装置2分别可以被所述管理单元3管理。
所述管理单元3可以包括一检测模块301、一处理模块302以及一控制模块303，其中所述检测模块301被可通信地连接于所述处理模块302，所述处理模块302被可控制地连接于所述控制模块303。所述检测模块301可以被设置于所述推料机器人1，以用于获取所述推料机器人1行进过程中的周围环境图像信息。所述检测模块301也可以被设置于所述充能装置2，以用于获取所述充能装置2的周围环境信息。所述推料机器人1和所述充能装置2可以被分别可控制地连接于所述控制模块303。
所述检测模块301可以被实施为一检测器或者是传感器，所述检测模块301也可以被实施为多个所述检测器或者是传感器。当所述检测模块301被实施为视觉传感器21，所述检测模块301可以是一摄像头。可以理解的是，所述检测模块301不一定需要被设置为所述摄像头，可以是一红外传感器或者是其他类型的波传感器。所述检测模块301用于检测周围环境中的所述视觉标识S。
基于所述检测模块301获取的数据，所述处理模块302生成导航路线，具体的处理方式可参考上述的附图4和附图5中示意的流程。
第一种可选的所述推料系统1000的工作流程为：
首先，在所述作业区域到所述充能装置2之间可以被铺设有黄色实线作为导航路线，黄色实线的宽度可以是10cm～20cm。本领域技术人员可以理解的是，实线的颜色和形状可以根据需求被选择。
其次，当所述推料机器人1需要充电时，所述管理单元3的所述检测模块301实时探测所述推料主体10周围的环境信息，获取到图像数据Img，并且将图像传输到所述处理模块302，所述处理模块302能够根据所述图像数目中的颜色、方差、长宽比和面积等因素提到所述视觉标识S。在本实施例中，就是黄色实线。基于所述视觉标识S拟合获得所述导航路线。
详细地说，所述检测模块301实时地获取图像，所述处理模块302实时地生成一车道线方程。随着所述推料机器人1的移动，多个车道线方程被生成，所述处理模块302基于各个所述车道线方程获得新的车道线并且可以对于所述车道线进行拟合，比如说计算所述推料机器人1重心到黄色实线所在区域中心的横向偏移距离L和偏移角度θ。
最后，当所述检测模块301识别到所述停止标识，所述推料机器人1的巡线导航结束。所述推料机器人1可以进行非巡线相关的工作，比如说停靠在所述充能装置2附近以进行充电。如果所述检测模块301没有检测到所述停止标识，那么所述推料机器人1继续巡线前进，至识别到所述停止标识或者是探测到所述充能装置2。
第二种可选的所述推料系统1000的工作流程为：
首先，在所述作业区域到所述充能装置2之间，可以被铺设有所述视觉标识S，所述视觉标识S可以是位于地面的黄色实线。可以理解的是，所述视觉标识S可以被躺于地面，也可以是立于地面。
其次，当所述推料机器人1需要充能时，所述检测模块301实时获取行进方向周围的环境信息，以获得所述图像数据Img。根据图像分割模型segmentation Model，计算黄色实线区域S＝segmentation Model(Img)。基于一计算模块dis Compute，根据所述检测模块301的架设高度H，所述检测模块301的光轴与地面的夹角及所述检测模块301自身的参数，计算所述推料机器人1重心到与黄色实现区域中心的横向偏移距离L和偏移角度θ。
然后，基于所述推料机器人1控制模型driveControl，计算出巡线行驶转角β，其中控制算法采用角度偏差PID控制器和横向距离偏差PID控制器实时控制所述推料机器人1的转向和行走，实现所述推料机器人1的巡线导航。
最后，当所述推料机器人1的所述检测模块301识别到所述停止标识，所述推料机器人1的巡线导航结束。所述推料机器人1可以进行非巡线相关的工作，比如说停靠在所述充能装置2附近以进行充电。如果所述推料机器人1没有检测到所述检测模块301，那么所述推料机器人1继续巡线前进，至识别到所述停止标识或者是探测到所述充能装置2。
参考附图7A和7B所示，同时可参考附图2和附图6，是根据本发明的上述较佳实施例的所述推料系统1000的一种应用方式被阐明。
在上述实施例中，所述推料系统1000的所述管理单元3的所述检测模块301被设置于所述推料机器人1。
在本实施例中，所述推料系统1000的所述管理单元3的所述检测模块301被设置于所述充能装置2。所述充能装置2被设置为可移动的。
当所述推料系统1000的一个所述推料机器人1需要被供电时，所述管理单元3控制一个所述充能装置2移动至需要供电的所述推料机器人1附近，以使得所述推料机器人1能够被供电。
换句话说，在本实施例中，所述推料机器人1不需要朝向所述充能装置2移动，而是所述充能装置2朝向所述推料机器人1移动。
详细地说，当所述推料机器人1需要被供电时，被设置于所述充能装置2的所述检测模块301检测所述充能装置2周围环境，以获得所述视觉标识S。所述处理模块302基于所述视觉标识S生成所述导航路线并且将所述导航路线发送至所述控制模块303。所述控制模块303控制所述充能装置2沿着所述导航路线移动至所述推料机器人1所在位置。
可以理解的是，所述检测模块301实时进行数据获取，所述处理模块302实时生成所述导航路线。
参考附图8A和8B所示，同时可参考附图2和附图6，是根据本发明的上述较佳实施例的所述推料系统1000的另一种应用方式被阐明。
在本实施例中，所述推料系统1000的所述推料机器人1的数目是两个，或者是更多。所述推料系统1000的所述管理单元3包括一搜索模块304，所述搜索模块304被可通信地连接于所述处理模块302。所述搜索模块304用于搜索所述推料机器人1。
当一个正在作业的所述推料机器人1需要充电时，所述推料系统1000的所述搜索模块304搜索周围的可工作的其他所述推料机器人1，所述处理模块302基于所述搜索模块304的搜索结果确定一个所述推料机器人1并且发送一信号至所述控制模块303。所述控制模块303控制选定的所述推料机器人1移动至原先的所述推料机器人1所在的位置继续工作。
通过这样的方式，所述推料系统1000对于饲料的推料作业可以尽可能做到连续化。
参考附图9所示，是根据本发明的上述较佳实施例的所述推料系统1000的另一种应用方式被阐明。
在本实施例中，所述推料系统1000的所述管理单元3能够获取正在工作的所述推料机器人1和所述充能装置2之间的距离，并且在所述推料机器人1剩余的电量无法支撑所述推料机器人1以最短距离运动到所述充能装置2的所述可充电范围内之前，控制所述推料机器人1朝向所述充能装置2移动，以尽可能避免需要充电的所述推料机器人1在中途断电的情况出现。
详细地说，所述管理单元3包括一位置获取模块305和一电量获取模块306，其中所述位置获取模块305用于获取所述推料机器人1的位置和所述充能装置2的位置。所述电量获取模块306用于获取所述推料机器人1的剩余电量。
所述位置获取模块305和所述电量获取模块306被分别可通信地连接于所述处理单元。在所述处理模块302判断所述电量可供行驶的距离s1大于所述推料机器人1目前位置和所述充能装置2之间的距离s2小于一预设范围△s时，也就是说，s1-s2＜△s时，所述管理单元3的所述控制模块303控制所述推料机器人1停止工作并且朝向所述充能装置2移动以被供电。所述检测模块301可以对于所述推料机器人1的周围环境进行检测，所述处理模块302基于所述检测模块301检测到的数据获取所述视觉标识S并且生成所述导航路线，以对于所述推料机器人1进行实时导航。所述控制模块303基于所述导航路线控制所述推料机器人1。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一推料管理方法，其中所述推料管理方法包括如下步骤：
当在所述作业区域的所述推料机器人1需要补能，藉由一视觉传感器21获取的信息生成所述导航指令；和
沿着所述导航路径引导所述推料机器人1和所述充能装置2相遇，以通过所述充能装置2为所述推料机器人1充能。
根据本发明的一个实施例，在所述推料管理方法中，沿着所述导航指令引导所述推料机器人1朝所述充能装置2移动至所述充能装置2的所述充电范围。
根据本发明的一个实施例，在所述推料管理方法中，沿着所述导航指令引导所述充能装置2朝向所述推料机器人1移动至所述推料机器人1位于所述充能装置2的所述充电范围。
根据本发明的一个实施例，所述推料管理方法进一步包括如下步骤：
在所述作业区域推料作业的所述推料机器人1需要补能，获取所述推料机器人1所在位置；和
驱动另一所述推料机器人1前往以替代原先的所述推料机器人1作业，其中原先的所述推料机器人1能够被引导至所述充能装置2以充电。
根据本发明的一个实施例，在所述推料管理方法中，藉由所述视觉传感器21获取所述推料机器人1周围环境中的至少一视觉标识S以形成所述导航路线。
根据本发明的一个实施例，在所述推料管理方法中，所述视觉标识S为铺设在地面的标识线。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (20)

1.一推料管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
当在一作业区推料作业的一推料机器人需要补能，藉由至少一视觉传感器获取周围环境中的至少一视觉标识以生成一导航指令；和
基于所述导航指令控制所述推料机器人和一充能装置相遇，以通过所述充能装置为所述推料机器人充能。
2.根据权利要求1所述的推料管理方法，其中在上述方法中，沿着所述导航指令控制所述推料机器人朝向所述充能装置移动至所述充能装置的一充能范围，所述视觉传感器被设置于所述推料机器人，并且能够实时获取所述推料机器人行进方向的周围环境信息。
3.根据权利要求1所述的推料管理方法，其中在上述方法中，沿着所述导航指令控制所述充能装置朝向所述推料机器人移动至所述推料机器人位于所述充能装置的一充能范围，所述视觉传感器被设置于所述充能装置，并且能够实时获取所述充能装置进行方向的周围环境信息。
4.根据权利要求1所述的推料管理方法，进一步包括如下步骤：
当在所述作业区域推料作业的所述推料机器人需要补能，获取所述推料机器人所在位置；和
驱动另一所述推料机器人前往以替代原先的所述推料机器人作业。
5.根据权利要求1至4任一所述的推料管理方法，其中所述视觉标识为铺设在地面的标识线。
6.根据权利要求2所述的推料管理方法，其中所述生成所述导航指令步骤包括如下步骤：
被设置于所述推料机器人的所述视觉传感器获取行进方向的环境图像数据；
基于所述环境图像数据读取所述视觉标识以构建一导航路线；以及
计算所述推料机器人到所述导航路线的偏移距离L和偏移角度θ以生成所述导航指令。
7.根据权利要求2所述的推料管理方法，其中所述生成所述导航指令步骤包括如下步骤：
被设置于所述推料机器人的所述视觉传感器获取行进方向的环境图像数据；
基于所述环境图像数据读取所述视觉标识；
计算所述推料机器人到所述视觉标识的偏移距离L和偏移角度θ；以及
基于偏移距离L和偏移角度得出行驶转向角β以生成所述导航指令。
8.根据权利要求2所述的推料管理方法，其中在上述方法中，当所述视觉传感器捕捉到一停止标识，所述推料机器人停止运动。
9.一推料机器人，适于通过一充能装置被供能，其特征在于，包括：
一推料主体；和
一充能导航装置，其中所述充能导航装置包括：
至少一视觉传感器；
一处理器；以及
一控制器，其中所述视觉传感器被设置于所述推料主体，所述视觉传感器被可通信地连接于所述处理器，所述处理器被可通信地连接于所述控制器，在所述推料主体需要被充能时，所述视觉传感器采集所述推料主体行进方向的周围环境信息，所述周围环境信息包括至少一视觉标识，所述处理器基于所述处理器获取的所所述视觉标识生成一导航指令并且将所述导航指令发送至所述控制器，所述控制器基于所述导航指令控制所述推料主体以引导所述推料主体移动至该充能装置。
10.根据权利要求9所述的推料机器人，其中所述视觉传感器被设置于所述推料主体的顶部。
11.根据权利要求9或10所述的推料机器人，其中所述视觉传感器被可转动地设置于所述推料主体。
12.根据权利要求9或10所述的推料机器人，其中所述视觉传感器被可绕所述X轴、Y轴或者是Z轴转动地安装于所述推料主体。
13.根据权利要求9或10所述的推料机器人，其中所述推料机器人包括一位置传感器，其中所述位置传感器被可通信地连接于所述处理器，所述位置传感器用于获取所述推料主体的位置信息，在所述推料机器人充能完毕后，基于所述位置传感器获取的位置信息，所述控制器控制所述推料主体返回原先的位置。
14.根据权利要求9或10所述的推料机器人，其中所述推料主体包括一推料装置和一移动装置，其中所述移动装置被设置于所述推料装置并且能够带动所述推料装置移动，其中所述视觉传感器被设置于所述推料装置。
15.一推料系统，其特征在于，包括：
至少一推料机器人；
至少一充能装置；以及
一管理单元，其中所述管理单元包括一检测模块、一处理模块以及一控制模块，其中所述处理模块和所述检测模块被可通信地连接，所述处理模块和所述控制模块被可通信地连接，其中所述推料机器人和所述充能装置被分别可控制地连接于所述管理单元，在所述推料机器人需要充能时，所述检测模块检测周围环境信息以获取至少一视觉标识，所述处理模块基于所述视觉标识生成一导航指令并且发送所述导航指令至所述控制模块，所述控制模块基于所述导航指令控制所述推料机器人和所述充能装置相遇以为所述推料机器人充能。
16.根据权利要求15所述的推料系统，其中所述检测模块被设置于所述推料机器人，所述控制模块引导所述推料机器人朝向所述充能装置移动。
17.根据权利要求15所述的推料系统，其中所述检测模块被设置于所述充能装置，所述控制模块引导所述充能装置朝向所述推料机器人移动。
18.根据权利要求15所述的推料系统，其中在当前的所述推料机器人需要充能时，所述管理单元的所述控制模块发送指令至另一个所述推料机器人，藉由另一个所述推料机器人替代当前的所述推料机器人。
19.根据权利要求15所述的推料系统，其中所述管理单元进一步包括一位置获取模块和一电量获取模块，其中所述位置获取模块和所述电量获取模块被分别可通信地连接于所述处理模块，所述位置获取模块用于获取所述推料机器人和所述充能装置的位置，所述电量获取模块用于获取所述推料机器人的剩余电量，基于所述位置获取模块和所述电量获取模块的信息，所述处理模块确定前往所述充能装置充能的一时机。
20.根据权利要求18所述的推料系统，其中所述管理单元进一步包括一搜索模块，其中所述搜索模块被可通信地连接于所述处理模块，所述搜索模块用于基于预设条件搜索所述推料机器人周围的其他的可用的所述推料机器人。
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