[发明专利]一种基于ROS的智能浇花机器人

权利要求书

1.一种基于ROS的智能浇花机器人，机器人由移动底盘、控制系统、供水装置、浇花装置、ZigBee通信组件构成，其特征在于：所述的移动地盘由两个带光电编码的直流减速电机(10)、两个承重轮(9)和两个辅助万向轮(20)组成；所述的控制系统包括64位微型计算机(7)和基于ARM Cortex-M4的STM32单片机(13)；所述的供水装置由水箱(17)、上液位检测传感器(16)、下液位检测传感器(18)和微型电动水泵(19)组成；所述的浇花装置由升降杆(5)、云台(11)和机械臂(4)组成，所述的ZigBee通信组件为ZigBee协调器模块(6)。

2.根据权利要求1所述的一种基于ROS的智能浇花机器人，其特征在于：所述的云台(11)下端与升降杆(5)连接，上端与机械臂(4)连接；所述的机械臂(4)由数字舵机1(21)、数字舵机2(22)、喷头支架(3)、喷头(2)、摄像头(1)组成；所述的机械臂(4)利用数字舵机1(21)实现90°下垂；所述的机械臂(4)利用数字舵机2(22)实现喷头(2)喷水角度0°～180°范围内变化。

3.根据权利要求1、权利要求2、权利要求3所述的一种基于ROS的智能浇花机器人，其特征在于：所述的升降杆(5)能够上下升降、所述的云台(11)能够进行360度旋转、所述的机械臂(4)能够实现多角度喷水，从而使机器人能够实现不同高度、不同方位、不同角度浇水。

4.根据权利要求1所述的一种基于ROS的智能浇花机器人，其特征在于：所述移动底盘上安装有激光雷达(8)和IMU传感器(15)。

5.根据权利要求1所述的一种基于ROS的智能浇花机器人，其特征在于：所述的微型电动水泵(19)与喷头(2)通过水管相连。

6.根据权利要求1所述的一种基于ROS的智能浇花机器人，其特征在于：所述的基于ARMCortex-M4的STM32单片机(13)、所述激光雷达(8)与所述的64位微型计算机(7)通过串口通信；所述的摄像头(1)与所述的64位微型计算机(7)通过USB直接通信。

7.根据权利要求1所述的一种基于ROS的智能浇花机器人，其特征在于：所述的64位微型计算机(7)运行ROS系统，ROS系统通过激光雷达(8)的扫描环境信息、IMU传感器(15)获取的IMU信息、带光电编码器的直流减速电机(10)输出的里程计信息并进行信息进行融合处理，输出基于概率的二维栅格地图，基于此二维栅格地图即可实现机器人的自主导航、避障和最优路径规划。

8.根据权利要求1所述的一种基于ROS的智能浇花机器人，其特征在于：通过机械臂(4)上的摄像头(1)获取花卉图像，采用OpenCV计算机视觉库中的Haar特征级联分类器来训练花卉的样本数据，再将摄像头采集的花卉图像与训练样本进行匹配进而实现目标花卉的智能识别，根据不同花卉及土壤水分含量计算出不同需水量并输出目标花卉信息，进而控制升降杆(5)的升降和机械臂(4)运动。

9.根据权利要求1所述的一种基于ROS的智能浇花机器人，其特征在于：远场麦克风阵列(14)与64位微型计算机(7)相连实现远场拾音，通过在线语音识别、语义解析、语音合成，实现机器人进行智能即时问答交互。