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一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統.pdf

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一種 基于 紅外 攝像機 獼猴桃 采摘 機器人 導航系統
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摘要
申請專利號:

CN201710158872.4

申請日:

20170308

公開號:

CN106954425A

公開日:

20170718

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01D46/30,H04N7/18 主分類號: A01D46/30,H04N7/18
申請人: 西北農林科技大學
發明人: 崔永杰,李文洋,張莎莎,劉亞東,屈婷,劉海濱,高建敏
地址: 712100 陜西省咸陽市楊凌示范區西農路22號
優先權: CN201710158872A
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201710158872.4

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統,包括紅外攝像機,LED紅外補光系統裝置,電源模塊,控制器和PC機。其特征在于:所述的紅外攝像機安裝在機器人的前端,LED紅外補光系統裝置安裝在紅外攝像機的正下方,電源模塊為紅外攝像機、PC機、控制器提供工作所需的電能,控制器與PC機雙向連接,PC機與紅外攝像機連接。本發明的特征在于:露天環境下的背景、照明、陰影、濕度等條件復雜,嚴重影響視覺導航采集圖像的質量,為克服光線不良的影響,選用紅外攝像機作為機器視覺傳感器,為提高采摘機器人的工作效率,搭載LED紅外補光系統也可以在夜間工作。

權利要求書

1.一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統,主要包括紅外攝像機,LED紅外補光系統裝置,電源模塊,控制器和PC機,其特征在于:1.所述的紅外攝像機安裝在機器人的前端,LED紅外補光系統裝置安裝在紅外攝像機的正下方,電源模塊為紅外攝像機、LED紅外補光系統裝置、PC機、控制器提供工作所需的電能,控制器與PC機雙向連接,PC機與紅外攝像機連接。2.根據權利要求1所述的一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統,其特征在于:所述的紅外攝像機所能實現的功能包括白天的圖像采集,夜間圖像采集,圖像處理,特征目標的識別。3.根據權利要求1所述的一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統,其特征在于:LED紅外補光系統為紅外攝像機采集圖像時,補強所需的紅外光強。4.根據權利要求1所述的一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統,其特征在于:所述的電源模塊為紅外攝像機,PC機,控制器提供工作所需的電能。5.根據權利要求1所述的基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統,其特征在于:所述的控制器包括微處理器模塊,存儲模塊、通信單元;通信單元、存儲模塊分別與微控制器連接。6.根據權利要求1所述的一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統,其特征在于:所述的PC機,包括操作系統,軟件開發平臺,顯示單元、存儲單元,微處理器單元;顯示單元、存儲單元分別與微控制器單元連接。

說明書

技術領域

本發明涉及一種獼猴桃采摘機器人導航系統,具體涉及一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人的導航路徑生成系統,其特點為克服光線不良的影響,并且能夠全天候工作。

背景技術

目前獼猴桃果園機器人的研制基本屬于初始起步階段,基于機器視覺的識別技術與路徑規劃技術,是獼猴桃果園機器人研究中必須要解決的關鍵問題。

在非結構化的自然環境下,露天環境的背景、照明、陰影、濕度等復雜條件,尤其是光照強度的影響,使獼猴桃采摘機器人的行走環境光線昏暗,現無基于紅外攝像機獼猴桃果園機器人的田間行走與路徑規劃的相關研究。

本發明針對標準化獼猴桃果園種植模式的實際情況,提出一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航路徑生成系統,為智能化的猴桃采摘、障礙物檢測和路徑規劃技術提供理論支持,對拓寬農業機器人的作業范圍,提高農業裝備的智能化水平,有著十分重要的現實意義和廣闊的應用前景。

發明內容

為了解決上述問題,本發明的目的在于提供一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統。

本發明是通過以下技術方案實現的:一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統,是由紅外攝像機,LED紅外補光系統裝置,電源模塊,控制器和PC機組成。其特征在于:所述的紅外攝像機安裝在機器人的前端,LED紅外補光系統裝置安裝在紅外攝像機1的正下方,電源模塊為紅外攝像機、PC機、控制器提供工作所需的電能,控制器與PC機雙向連接,PC機與紅外攝像機連接。

所述的控制器包括微處理器模塊,存儲模塊、顯示單元、通信單元、存儲模塊分別與微控制器連接。所述的PC機,包括操作系統,軟件開發平臺,顯示單元、存儲單元,微處理器單元;顯示單元、存儲單元分別與微控制器單元連接。

本發明基于上述組成,其工作原理是:獼猴桃采摘機器人行走工作時,紅外攝像機采集圖像信息,將圖像信息傳輸給PC機,由PC機處理圖像數據,識別出特征目標,擬合出導航路徑并生成導航參數,PC機將導航參數傳輸給控制器,最后由控制器控制機器人的行走。

本發明一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統的有益效果是:所提供的基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統可以使獼猴桃采摘機器人在光線弱的獼猴桃果園環境中按照預期的路徑行走,同時也可以使獼猴桃采摘機器人在夜間行走工作,使機器人連續工作,提高了獼猴桃采摘機器人的工作效率。

附圖說明

圖1為本發明一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統結構框圖。

圖2為本發明一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統的機器視覺傳感器功能結構框圖。

圖3為本發明一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統的圖像處理的方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖1對本發明作更進一步的說明:

一種基于紅外攝像機的獼猴桃采摘機器人導航系統,主要包括紅外攝像機,LED紅外補光系統裝置,電源模塊,控制器和PC機。其特征在于:其特征在于:所述的紅外攝像機安裝在機器人的前端,LED紅外補光系統裝置安裝在紅外攝像機1的正下方,電源模塊為紅外攝像機、PC機、控制器提供工作所需的電能,控制器與PC機雙向連接,PC機與紅外攝像機連接。

上述的紅外攝像機所能實現的功能包括白天的圖像采集,夜間圖像采集,圖像處理,特征目標的識別。PC機將視覺傳感器識別出來的特征目標點,擬合出局部邊界,通過計算將其轉換為與之有一定間隔的平行線作為導航路徑。LED紅外補光系統為紅外攝像機采集圖像時,補強所需的紅外光強,根據實際所需的光照強度,調節LED紅外補光系統的光照強度。控制器將機器人的實際行走信息反饋給PC機,PC機的微處理器單元將紅外攝像機和控制器傳送過來的信息進行融合處理,然后將結果通過顯示單元顯示。

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