[发明专利]一种智能柑橘采摘机的控制系统及其控制方法

说明书

一种智能柑橘采摘机的控制系统及其控制方法，包括移动平台控制模块、机械臂控制模块、末端执行器控制模块、柑橘图像采集模块、用于控制协调各个模块工作的微处理器模块和通过通信模块与微处理器模块连接的中央处理器；图像采集模块与中央处理器连接，中央处理器对柑橘图像进行处理，计算出柑橘图像中的柑橘的位置信息；根据柑橘位置信息，微处理器模块利用深度学习算法得到机械臂逆运动学解，逆推出机械臂的实际运动轨迹；机械臂控制模块根据该实际运动轨迹控制机械臂运动，带动末端执行器采摘柑橘；所述中央处理器连接有人机交互界面。本发明能有效的降低采摘机对柑橘的损伤率和增加采摘机的采摘效率。

技术领域

本发明涉及果树果实采摘领域，特别涉及一种智能柑橘采摘机的控制系统及其控制方法。

背景技术

柑橘是全球最重要的经济作物之一，在全球范围内都有大规模种植，是世界第一大类水果，是世界第三大贸易农产品。我国是柑橘的重要原产地之一，柑橘资源丰富，品种繁多，产量惊人。除食用之外，柑橘在药用方面的需求量也很大，拥有很大的商业价值。

传统的柑橘采摘都是由人工完成,虽然人工采摘能够有效地减少果实的损伤度和保证果实的均匀度，但是人工采摘劳动力需求大，且采摘效率低，特别是随着中国城镇化建设的逐渐发展，农村劳动力大量的向城市转移，出现农村劳动力严重的紧缺现象，种种原因导致人工采摘柑橘的成本费用不断地上升。在某些农业较发达的西方国家,会采用一种振摇式的采摘方式进行采摘,但这类机械具有有果实易损、效率不高等缺点，在选择性地进行果实采摘，收获柔软易坏的果实方面存在较大局限性。显然，以震摇式采摘机为主要机械采摘的采摘方式显然不适用于中国柑橘的采摘工作。

国家政策指出：要加强农业科技的研发，加快适宜机械化生产，加快适宜丘陵地区、设施农业的农机装备。农业机械化和农业自动化是农业发展的大趋势，智能采摘机器人的研制成为了各位从事农业行业人员研究的大方向，柑橘智能采摘装置的研发很有必要。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种智能柑橘采摘机的控制系统及其控制方法，能够解决现有柑橘采摘机易对柑橘造成损伤，采摘效率低的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种智能柑橘采摘机的控制系统，包括用于控制移动平台运动的移动平台控制模块、用于控制移动平台上机械臂的各个关节运动的机械臂控制模块、用于控制安装在机械臂前端的末端执行器采摘柑橘的末端执行器控制模块、用于采集柑橘图像的图像采集模块、用于控制协调各个模块工作的微处理器模块和通过通信模块与微处理器模块连接的中央处理器；所述图像采集模块与中央处理器连接，所述中央处理器对柑橘图像进行处理，计算出柑橘图像中的柑橘的位置信息；根据柑橘的位置信息，所述微处理器模块利用深度学习算法得到机械臂逆运动学解，逆推出机械臂的实际运动轨迹；所述机械臂控制模块根据该实际运动轨迹控制机械臂运动，带动末端执行器采摘柑橘；所述中央处理器连接有人机交互界面。

上述结构中，根据柑橘的位置信息，微处理器利用深度学习算法得到机械臂逆运动学解，逆推出机械臂的实际运动轨迹，极大地提高采摘机构的采摘准确性，有效的降低安装在机械臂前端的末端执行器对柑橘的损伤率，同时还提高了采摘机采摘柑橘的效率。

进一步的，所述图像采集模块包括双目摄像头，所述双目摄像头与中央处理器连接。

上述智能柑橘采摘机的控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：控制采摘机到达一个采摘点，使机械臂进入柑橘采摘范围；

S2：微处理器模块控制双目摄像头拍包含有若干个柑橘的柑橘图像，双目摄像头将获得的柑橘图像传送至中央处理器，中央处理器对柑橘图像进行分析处理，计算出柑橘图像中的每一个柑橘的位置信息；中央处理器按照预设的方式建立柑橘采摘序列；