[发明专利]一种基于机器视觉的草莓采摘机器人

说明书

本发明提供了一种基于机器视觉的草莓采摘机器人，包括底盘、行走机构、采摘机构、收集机构、主控模块、视觉模块、超声波模块、电机及驱动模块、传感器模块，所述传感器模块置于底盘下方边缘，用来随时检测地面情况控制装置行走；所述电机及驱动模块置于底座下方且与行走机构固接，用于驱动行走机构；所述视觉模块垂直固定于底盘上方，采集草莓的图像；所述超声波模块与视觉模块位于同一轴线上，用于检测机械臂到草莓的距离；所述主控模块接收传感器模块、视觉模块、超声波模块的数据信息并作出控制行走机构、采摘机构动作的决策；实现温室大棚内草莓的智能采摘，完成自主行走、草莓识别定位、草莓抓取及收集功能。

技术领域

本发明涉及一个草莓采摘装置，属于农业收获机械技术领域。

背景技术

众所周知，采摘过程在草莓种植中占有重要地位，占用草莓种植生产过程中1/4的时间。传统的人工草莓采摘，耗费大量时间和人力资源，严重影响草莓种植的发展。针对草莓生产和需求现状，研究一种智能草莓采摘机器人，实现草莓的自动采摘，对于草莓种植生产具有重要意义。

随着新型农业的推广和科学技术的不断进步，农业机器人已逐步应用到农业生产的各个领域，并促进机械装备向智能化方向发展。因此，草莓采摘机器人要求其能自动检测成熟草莓的位置信息，并根据信息控制机器人的执行机构动作，实现对草莓的采摘、识别、运输等一系列工作，提高草莓的采摘效率，实现草莓的智能采摘。

目前，草莓采摘机器人的智能水平得到了发展，但离商品化和实用性还有以下一些差距：

1）装置在温室大棚内行走路线常常受栽培方式的影响，位置受限制，不方便转弯，行走不够理想。

2）草莓图像识别不够精准，三维坐标获取方法复杂，图像信息处理时间较长，准确性较低。

3）机械手臂设计不够理想，结构复杂，农业机器人使用者多数主体为农民，他们很少懂得电子、机械方面的专业知识，因此更需要有较高的可靠性并且容易操作。

4）末端采摘器设计不够合理，采摘过程中容易损伤草莓的果皮，对于草莓这种软弱易伤的生物对象，必须要能够轻柔的处理。

为解决当前市场对草莓采摘机器人的需求，针对当前草莓采摘机器人的不足，本项目设计一种满足农户需求，具有结构简单，用户的劳动强度低，草莓的采摘效率高等优点的智能草莓采摘机器人。

发明内容

针对现有草莓采摘机器人不能满足市场需求的问题，本发明提出一种基于机器视觉的草莓智能采摘收集装置，实现温室大棚内自主行走、草莓颜色识别及定位、草莓抓取及收集功能。整个采摘过程由移动式草莓采摘机器人自主完成，节省人力，效率高效。

为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于机器视觉的草莓采摘机器人，其特征在于，包括底座、行走机构、采摘机构、收集机构、主控模块、视觉模块、超声波模块、电机及驱动模块、传感器模块，

所述行走机构固接于底座下方，采摘机构固定于底座的中间偏前方，所述收集机构设置于底座上方左侧位置与底座固接，

所述传感器模块置于底座下方边缘，用来随时检测地面情况控制装置行走；

所述电机及驱动模块置于底座下方且与行走机构固接，用于驱动行走机构；

所述视觉模块垂直固定于底座上方，采集草莓的图像；

所述超声波模块与视觉模块位于同一轴线上，用于检测机械臂到草莓的距离；

所述主控模块与视觉模块、超声波模块、电机及驱动模块、传感器模块相连，用于接收传感器模块、视觉模块、超声波模块的数据信息并作出控制行走机构、采摘机构动作的决策，其包括：