CN112171667A - 基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法 - Google Patents

基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112171667A
CN112171667A CN202010993407.4A CN202010993407A CN112171667A CN 112171667 A CN112171667 A CN 112171667A CN 202010993407 A CN202010993407 A CN 202010993407A CN 112171667 A CN112171667 A CN 112171667A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control system
robot
obstacle
embedded
picking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010993407.4A
Other languages
English (en)
Inventor
李静
高明
马辰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinan Inspur Hi Tech Investment and Development Co Ltd
Original Assignee
Jinan Inspur Hi Tech Investment and Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jinan Inspur Hi Tech Investment and Development Co Ltd filed Critical Jinan Inspur Hi Tech Investment and Development Co Ltd
Priority to CN202010993407.4A priority Critical patent/CN112171667A/zh
Publication of CN112171667A publication Critical patent/CN112171667A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B25J9/1666—Avoiding collision or forbidden zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion

Abstract

本发明提供了一种基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法，采摘机器人可以在行驶过程中避开障碍物，成功达到目标作业区。其包括机器人控制系统、Linux操作系统的嵌入式处理器、终端控制系统、传感器、摄像头和机器人驱动装置；Linux操作系统的嵌入式处理器设置在机器人控制系统内；终端控制系统、传感器、摄像头和机器人驱动装置均连接机器人控制系统；传感器用于采集障碍物信息并进行障碍物图像识别，机器人控制系统分析障碍物的位置并感知工作环境，终端控制系统接收机器人控制系统反馈信息并发出指令，控制采摘机器人的驱动装置。

Description

基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法
技术领域
本发明涉及机器人控制技术领域，具体涉及一种基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法。
背景技术
经济的快速发展，伴随着人们对水果需求量的增加，而水果采摘的季节性强、劳动强度大、费用高。果实采摘是生产链中最耗时、耗力的一个环节。基于嵌入式的采摘机器人能够降低劳动强度和生产费用，提高生产率，保证水果的及时采摘，因此具有很大的发展潜力，也是未来农业智能机械化的发展方向。
发明内容
为了提高机械采摘的生产效率，降低生产成本，采摘机器人可以在行驶过程中避开障碍物，成功达到目标作业区，本发明目的是提供了一种基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统，其特征在于：包括机器人控制系统、Linux操作系统的嵌入式处理器、终端控制系统、传感器、摄像头和机器人驱动装置；
Linux操作系统的嵌入式处理器设置在机器人控制系统内；
终端控制系统、传感器、摄像头和机器人驱动装置均连接机器人控制系统；
传感器用于采集障碍物信息并进行障碍物图像识别，机器人控制系统分析障碍物的位置并感知工作环境，终端控制系统接收机器人控制系统反馈信息并发出指令，控制采摘机器人的驱动装置。
上述基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统基础上，机器人控制系统和终端控制系统之间通过无线通讯模块连通，无线通讯模块为NRF24L01。
一种利用基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统进行避障方法，包括以下步骤：
S1.机器人控制系统采用植入Linux操作系统的ARM处理器；
S2.传感器和摄像头采集障碍物的信息，进行障碍物图像识别；
S3.机器人控制系统分析障碍物的位置，感知工作环境，反馈给终端控制系统；
S4.终端控制系统能够根据反馈信息发出指令，控制采摘机器人的驱动装置， 采摘机器人选择转弯绕过障碍物，继续前行到达工作区域；
S5.当障碍物不能绕行避开时，采摘机器人后退或者停止工作。
一种利用基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统进行避障方法，包括以下步骤：
S1.机器人控制系统采用植入Linux操作系统的ARM处理器；
S2.机器人控制系统分析障碍物的位置，感知工作环境，反馈给终端控制系统；
S3.终端控制系统能够利用巡线算法再次规划最佳路线发出指令，机器人改变路线。
本发明的优点在于：
1.利用红外、图像、超声波等传感器模块可以实现障碍物信息采集，方便采摘机器人的判断能否继续前行，并且实时监控，避免机器人出现不必要故障损失。
2.利用植入Linux操作系统的ARM处理器作为主控制器的嵌入式控制系统，可以提高控制系统的逻辑运算和控制能力，障碍物位置反馈和路径规划耗时更短，节省时间成本，更好地应对季节性水果采摘的及时性需求。
3.在避障过程中，采摘机器人控制系统可以通过无线通讯模块NRF24L01，将机器人的移动情况实时反馈给终端，实现对采摘机器人的实时监控，保障安全。
4.基于嵌入式的控制系统可以提高采摘机器人移动和转弯的灵活性，分析约束条件，提高采摘机器人路径规划的精确度，降低时间成本，提高劳动生产率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明实施例基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统，包括机器人控制系统、Linux操作系统的嵌入式处理器、终端控制系统、传感器、摄像头和机器人驱动装置；Linux操作系统的嵌入式处理器设置在机器人控制系统内；终端控制系统、传感器、摄像头和机器人驱动装置均连接机器人控制系统；传感器用于采集障碍物信息并进行障碍物图像识别，机器人控制系统分析障碍物的位置并感知工作环境，终端控制系统接收机器人控制系统反馈信息并发出指令，控制采摘机器人的驱动装置。
本实施例中，机器人控制系统和终端控制系统之间通过无线通讯模块连通，无线通讯模块为NRF24L01。
实施例1
一种利用基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统进行避障方法，包括以下步骤：
S1.机器人控制系统采用植入Linux操作系统的ARM处理器；
S2.传感器和摄像头采集障碍物的信息，进行障碍物图像识别；
S3.机器人控制系统分析障碍物的位置，感知工作环境，反馈给终端控制系统；
S4.终端控制系统能够根据反馈信息发出指令，控制采摘机器人的驱动装置，采摘机器人选择转弯绕过障碍物，继续前行到达工作区域；
S5.当障碍物不能绕行避开时，采摘机器人后退或者停止工作。
实施例2
一种利用基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统进行避障方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.机器人控制系统采用植入Linux操作系统的ARM处理器；
S2.机器人控制系统分析障碍物的位置，感知工作环境，反馈给终端控制系统；
S3.终端控制系统能够利用巡线算法再次规划最佳路线发出指令，机器人改变路线。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统，其特征在于：包括机器人控制系统、Linux操作系统的嵌入式处理器、终端控制系统、传感器、摄像头和机器人驱动装置；
Linux操作系统的嵌入式处理器设置在机器人控制系统内；
终端控制系统、传感器、摄像头和机器人驱动装置均连接机器人控制系统；
传感器用于采集障碍物信息并进行障碍物图像识别，机器人控制系统分析障碍物的位置并感知工作环境，终端控制系统接收机器人控制系统反馈信息并发出指令，控制采摘机器人的驱动装置。
2.根据权利要求1所述基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统，其特征在于：机器人控制系统和终端控制系统之间通过无线通讯模块连通，无线通讯模块为NRF24L01。
3.一种利用基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统进行避障方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.机器人控制系统采用植入Linux操作系统的ARM处理器；
S2.传感器和摄像头采集障碍物的信息，进行障碍物图像识别；
S3.机器人控制系统分析障碍物的位置，感知工作环境，反馈给终端控制系统；
S4.终端控制系统能够根据反馈信息发出指令，控制采摘机器人的驱动装置， 采摘机器人选择转弯绕过障碍物，继续前行到达工作区域；
S5.当障碍物不能绕行避开时，采摘机器人后退或者停止工作。
4.一种利用基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统进行避障方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.机器人控制系统采用植入Linux操作系统的ARM处理器；
S2.机器人控制系统分析障碍物的位置，感知工作环境，反馈给终端控制系统；
S3.终端控制系统能够利用巡线算法再次规划最佳路线发出指令，机器人改变路线。
CN202010993407.4A 2020-09-21 2020-09-21 基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法 Pending CN112171667A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010993407.4A CN112171667A (zh) 2020-09-21 2020-09-21 基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010993407.4A CN112171667A (zh) 2020-09-21 2020-09-21 基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112171667A true CN112171667A (zh) 2021-01-05

Family

ID=73955589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010993407.4A Pending CN112171667A (zh) 2020-09-21 2020-09-21 基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112171667A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113134838A (zh) * 2021-04-23 2021-07-20 浙江数斯智能机器人科技有限公司 一种移动机械手协同精密定位系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101077578A (zh) * 2007-07-03 2007-11-28 北京控制工程研究所 一种基于二元环境信息的移动机器人局部路径规划方法
CN102165880A (zh) * 2011-01-19 2011-08-31 南京农业大学 一种自主导航的履带式移动水果采摘机器人及水果采摘方法
CN102914967A (zh) * 2012-09-21 2013-02-06 浙江工业大学 采摘机器人的自主导航和人机协同采摘作业系统
KR101302746B1 (ko) * 2012-05-17 2013-08-30 부산대학교 산학협력단 로봇의 외력 측정 방법
CN107368073A (zh) * 2017-07-27 2017-11-21 上海工程技术大学 一种全环境多信息融合智能探测机器人系统
CN108093868A (zh) * 2016-11-24 2018-06-01 广州映博智能科技有限公司 一种基于嵌入式智能控制及双目机器视觉的采摘系统
CN110471420A (zh) * 2019-08-23 2019-11-19 苏州浪潮智能科技有限公司 一种基于人工势场法的机器避障方法及装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101077578A (zh) * 2007-07-03 2007-11-28 北京控制工程研究所 一种基于二元环境信息的移动机器人局部路径规划方法
CN102165880A (zh) * 2011-01-19 2011-08-31 南京农业大学 一种自主导航的履带式移动水果采摘机器人及水果采摘方法
KR101302746B1 (ko) * 2012-05-17 2013-08-30 부산대학교 산학협력단 로봇의 외력 측정 방법
CN102914967A (zh) * 2012-09-21 2013-02-06 浙江工业大学 采摘机器人的自主导航和人机协同采摘作业系统
CN108093868A (zh) * 2016-11-24 2018-06-01 广州映博智能科技有限公司 一种基于嵌入式智能控制及双目机器视觉的采摘系统
CN107368073A (zh) * 2017-07-27 2017-11-21 上海工程技术大学 一种全环境多信息融合智能探测机器人系统
CN110471420A (zh) * 2019-08-23 2019-11-19 苏州浪潮智能科技有限公司 一种基于人工势场法的机器避障方法及装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113134838A (zh) * 2021-04-23 2021-07-20 浙江数斯智能机器人科技有限公司 一种移动机械手协同精密定位系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105835063A (zh) 一种变电站室内巡检机器人系统及其巡检方法
CN108436907A (zh) 一种智能搬运机器人小车及其管理方法
CN202085493U (zh) 番茄采摘机器人系统
CN102819263A (zh) 多摄像头无人车视觉感知系统
CN111179457A (zh) 一种工业设备的巡检系统及巡检方法
CN106980059A (zh) 基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断系统和方法
CN104584779A (zh) 一种基于双目视觉的苹果成熟度自动检测及采摘机器人
CN204498792U (zh) 一种基于双目视觉的苹果成熟度自动检测及采摘机器人
CN110244727A (zh) 一种基于二维码定位导航的agv系统及其方法
CN112171667A (zh) 基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法
CN110640763A (zh) 一种综合管廊巡检机器人
CN111243120A (zh) 一种基于大数据的环境巡检系统
CN205904998U (zh) 一种搬运机器人
CN105698856A (zh) 温室环境检测系统及方法
CN111913483A (zh) 一种用于四向穿梭车上的调度系统及其方法
CN111300491A (zh) 基于协作化驱控一体机器人的人机协作安全系统
CN212146406U (zh) 一种基于空中轨道式多功能机器人
CN211651690U (zh) 一种基于互联网技术的葡萄酒罐远程监控系统
CN113179862A (zh) 一种仿人型蘑菇采摘双臂机器人控制系统及控制方法
CN213153296U (zh) 一种农业智能洒水装置
CN105892532A (zh) 一种蔬菜大棚环境智能调控系统
CN219161992U (zh) 智能植物监测机器人
CN208737303U (zh) 一种上位机集中控制的仓库机器人系统
CN116257081A (zh) 无人机与地面无人车协同去雄作业系统
CN103558855A (zh) 物流智能循迹小车及其控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210105

RJ01 Rejection of invention patent application after publication