[发明专利]一种果园采摘拖拉机的运输控制系统及联动控制方法

权利要求书

1.一种果园采摘拖拉机的运输控制系统，其特征在于，包括拖拉机、拖车组，环境感知模块、信息模块和智能决策模块；所述拖拉机上通过升降平台安装采摘机械臂，所述拖拉机通过拖拉机背板连接拖车组，所述拖车组至少包括1个拖车；

所述环境感知模块包括拖拉机超声波雷达(4)和拖拉机深度识别相机(15)；所述拖拉机超声波雷达(4)用于检测拖拉机与果树的距离；所述拖拉机深度识别相机(15)用于采集果树的结果位置图像；

所述信息模块包括拖拉机车速传感器(5)、拖拉机GPS传感器(6)、拖车车速传感器(8)、拖车超声波雷达(9)、拖车GPS传感器(10)、拖车重力传感器(11)、UWB传感器和水平仪传感器(18)；所述拖拉机车速传感器(5)用于测量拖拉机的车速；所述拖拉机GPS传感器(6)用于定位拖拉机的位置信息；所述拖车车速传感器(8)用于测量拖车的速度；所述拖车超声波雷达(9)用于检测拖拉机与拖车的距离；所述UWB传感器安装在拖车与拖拉机背板之间，用于定位拖车和拖拉机；所述拖车GPS传感器(10)用于定位拖车的位置信息；拖车重力传感器(11)用于测量拖车中装载水果的重量；所述水平仪传感器(18)用于测量机械臂与水平面所成夹角θ；

所述智能决策模块获取环境感知模块和信息模块的信息；所述智能决策模块根据拖拉机深度识别相机(15)获取的果树的结果位置图像计算出需要采摘的果实的空间坐标；所述智能决策模块根据需要采摘的果实的空间坐标、拖拉机的速度、机械臂与水平面所成夹角θ、拖拉机与果树的距离和拖拉机的位置信息控制拖拉机、升降平台和采摘机械臂联动；所述智能决策模块根据拖车与拖拉机定位信息、拖车的速度、拖车中装载水果的重量和拖车的位置信息控制拖车的移动；

所述环境感知模块还包括拖拉机红外传感器(3)和拖拉机路径识别相机(1)，所述拖拉机红外传感器(3)用于采集拖拉机行驶路径的辐射信息，所述拖拉机路径识别相机(1)用于采集拖拉机行驶路径图像信息，所述智能决策模块获取拖拉机红外传感器(3)和拖拉机路径识别相机(1)的信息用于识别拖拉机行驶路径上是否存在障碍物；所述信息模块还包括拖车红外传感器(12)和拖车路径识别相机(13)，所述拖车红外传感器(12)用于采集拖车行驶路径的辐射信息，所述拖车路径识别相机(13)用于采集拖车行驶路径图像信息，所述智能决策模块获取拖车红外传感器(12)和拖车路径识别相机(13)的信息用于识别拖车行驶路径上是否存在障碍物。

2.根据权利要求1所述的果园采摘拖拉机的运输控制系统，其特征在于，任一所述拖车箱体内设有平板，所述平板表面包有软质橡胶；所述平板通过四根弹簧安装在箱体底部；位于平板后部弹簧的弹性模量小于位于前部弹簧的弹性模量，且后部弹簧的长度小于前部弹簧长度，所述平板底部安装拖车重力传感器(11)。

3.根据权利要求1所述的果园采摘拖拉机的运输控制系统，其特征在于，所述采摘机械臂包括机械臂和电动采摘装置，所述机械臂的末端安装有电动采摘装置，所述电动采摘装置外装有圆形套筒，所述圆形套筒与网兜相连，所述网兜的尾部穿过拖拉机的背板与拖车内部连通。

4.根据权利要求3所述的果园采摘拖拉机的运输控制系统，其特征在于，所述网兜由柔软粗绳制成。

5.一种根据权利要求1所述的果园采摘拖拉机的运输控制系统的联动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

所述智能决策模块根据拖拉机深度识别相机(15)获取的果树的结果位置图像计算出需要采摘的果实的空间坐标；

所述智能决策模块计算出需要采摘的果实与机械臂底座的距离L，所述智能决策模块将需要采摘的果实与机械臂底座的距离L和机械臂臂长S比较，

若L小于S，则所述智能决策模块直接生成机械臂的移动路径，控制机械臂动作；

若L大于S，则所述智能决策模块获取机械臂与水平面所成夹角θ，所述智能决策模块将L*cos0和机械臂臂长S比较，若L*cosθ小于S，所述智能决策模块控制升降平台升高上升后，生成机械臂的移动路径，控制机械臂动作；若L*cosθ大于S，则所述智能决策模块控制拖拉机向需要采摘水果方向行驶距离D＝(L-S)cosθ，使L*cosθ小于S。