[发明专利]无人机和机械车协同的采摘机器人系统和方法

说明书

本申请公开了无人机和机械车协同的采摘机器人系统和方法，本申请的系统包括地面载具、控制器和无人机；所述无人机携带有机械臂，所述无人机通过所述机械臂对采摘物进行采摘；所述地面载具设有漏斗装置和储存装置，所述无人机完成采摘后，所述地面载具通过所述漏斗装置接收采摘物，通过所述储存装置储存采摘物。本申请提出了地面载具和无人机的协同，能适应复杂多变的地形，实现了低成本采摘树体较高的水果，或长在狭窄空间处的、不能探入升降机和机械臂的位置上的水果。

技术领域

本申请涉及农业自动化领域，尤其是无人机和机械车协同的采摘机器人系统和方法。

背景技术

水果的采摘周期一般较短，若不能被及时采摘，会过熟腐烂，造成浪费和经济损失。因此，如何高效率且精准地采摘水果便成为了需要解决的问题。

现有采摘机器人多使用六轴以上的机械臂来采摘水果，但机械臂的高度往往不足，无法采摘较高位置水果。加装剪刀式升降机或曲臂可能可以解决高度问题，但这导致底盘需承载额外较高的重量，造成采摘机器人成本高和能源浪费；此外，加装曲臂还要求底盘配备可伸出的支撑脚，才能防止升降机或曲臂侧翻，这要占据非常大的空间；最后，六轴机械臂移动缓慢，且活动空间大，容易剐蹭果树。

因此，相关技术存在的上述技术问题亟待解决。

发明内容

本申请旨在解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请实施例提供无人机和机械车协同的采摘机器人系统和方法，能够高效率且精准地采摘水果便成为了需要解决的问题。

根据本申请实施例一方面，提供无人机和机械车协同的采摘机器人系统，所述系统包括地面载具、控制器和无人机；

所述无人机携带有机械臂，所述无人机通过所述机械臂对采摘物进行采摘；

所述地面载具设有漏斗装置和储存装置，所述无人机完成采摘后，所述地面载具通过所述漏斗装置接收采摘物，通过所述储存装置储存采摘物；

所述控制器通过无线信号控制所述地面载具和所述无人机运行。

在其中一个实施例中，所述无人机利用深度双目相机和视觉SLAM算法进行避障、定位采摘物和移动。

在其中一个实施例中，所述深度双目相机获得所述无人机到采摘物的深度距离信息和二维平面图像，根据所述深度距离信息和二维平面图像获得三维立体模型。

在其中一个实施例中，所述无人机移动至预设位置后，向所述机械臂发送控制指令控制所述机械臂将水果采摘下来；

其中，所述预设位置为采摘物处于所述机械臂抓取范围的位置。

在其中一个实施例中，所述漏斗装置和所述储存装置通过螺旋管道连接，所述漏斗装置通过所述螺旋管道将采摘物运送至所述储存装置。

在其中一个实施例中，所述无人机完成采摘后通知所述地面载具，所述地面载具收到通知后根据采摘物的高度升降到对应位置，所述对应位置为所述漏斗装置与采摘物的距离小于预设距离的位置。

在其中一个实施例中，所述地面载具为履带式运输车。

根据本申请实施例一方面，提供一种无人机和机械车协同的采摘机器人方法，其特征在于，应用于前面实施例所述的无人机和机械车协同的采摘机器人系统，所述方法包括：

通过无人机对采摘物进行采摘；

完成采摘后通过地面载具接收采摘物，储存采摘物；

通过无线信号控制所述地面载具和所述无人机运行。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

获得所述无人机到采摘物的深度距离信息和二维平面图像；