[发明专利]一种果园移动机器人及地头转向方法

权利要求书

1.一种果园移动机器人的地头转向方法，其特征在于，一种果园移动机器人，包括车身(4)、车轮(5)、控制器(3)、双目相机(2)和电子罗盘(1)；车轮(5)设置在车身(4)的底部，控制器(3)设置在车身(4)上，且控制器(3)控制车轮(5)转动；车身(4)顶部的两端均设置有双目相机(2)和电子罗盘(1)；双目相机(2)和电子罗盘(1)均连接到控制器(3)，包括以下步骤：

步骤1，Faster R-cnn神经网络进行树干识别；

步骤2，通过识别树干判断果树行末位置；

步骤3，到达行末后，通过双目相机确定转向半径d；

步骤4，控制器控制车轮转动开始转向，比较实际转向半径和确定转向半径d，适时调整机器人转向位姿；

步骤5，当电子罗盘测量的转向角度达到180°时，完成地头转向；

步骤1所述的Faster R-cnn网络前端利用一个16层的卷积神经网络提取特征，产生特征图后，在特征图上寻找可能包含目标树干的区域，把可能包含目标树干的区域留下来，进行感兴趣区域池化操作后再次确定是否包含树干，并对圈住树干的方框做方框坐标回归，使方框位置更接近真实树干的位置；

步骤2中，包括以下步骤：

1)使机器人沿果树所在行移动，在没到达行末位置的时候，每识别到一颗树，在行走过程中会有新的树进入机器视觉的视野内从而被识别到；

2)当机器人到行末位置后，最后一颗树干即将消失在双目相机视野中时还没有新的树干进入视野，判断最后被检测到的树干即为行末树干，停止机器人行走；

步骤3中，机器人到达行末位置后，机器人一侧的双目相机打开，利用双目相机测量机器人与树干之间的距离；机器人到达行末位置后测量行末树干相对于机器人x方向上的距离d，依此距离作为转向半径，行末树干为圆心的半圆即为期望转向路径；

步骤4中，开始转向后，实时测量机器人与行末树干的距离d’，并通过电子罗盘记录转向累计偏移角，果园机器人依据径向偏差d-d’为导航控制量，实时动态地调整机器人位姿，定义一个阈值h，如果d-d’h，则通过控制左右轮速度增大转弯半径，如果d-d’h，则通过控制左右轮速度减小转弯半径。