[发明专利]一种基于近景深度传感器的机器人实时逼近定位采摘方法

摘要

本发明公开了一种基于近景深度传感器的机器人实时逼近定位采摘方法，涉及农业机器人领域。本发明由远及近完成采摘的连续动作分为树冠搜索、子区域定位、子区域趋近、单果识别定位和果实摘取5个区间，机械臂始终连续运动；在由近景深度传感器获得冠层方位并引导机械臂向冠层迫近的同时将冠层划分为多个子区域，按顺序切换为向子区域迫近；当近景深度传感器到达近景识别定位深度阈值时进行子区域内各果实的近景识别定位，切换为向果实迫近并完成摘取。本发明运动执行的多个环节间歇性流程为视觉系统与机械系统的连续并行流程，将远景轮廓导引和分区域近景识别定位结合，实现远近景的快速连续逐次迫近，大大提高了机器人采摘作业的实时性和精度。

主权项

1.一种基于近景深度传感器的机器人实时逼近定位采摘方法，其特征在于：采摘机器人的机械臂(2)、末端执行器(1)和近景深度传感器(3)从距离植株的冠层(4)较远位置开始趋近果实(6)并完成采摘的连续动作行程，具体包括以下步骤：步骤一，树冠搜索区间(S1)：采摘机器人的机械臂(2)腕部转动使近景深度传感器(3)获得整个冠层(4)的深度信息并由深度信息确定冠层(4)的整个轮廓的相对方位；步骤二，子区域定位区间(S2)：此时机械臂(2)开始带动末端执行器(1)和近景深度传感器(3)向整个冠层(4)的方位迫近，在机械臂(2)运动的同时，采摘机器人的控制系统根据近景识别的需要，利用近景深度传感器(3)获得的整个冠层(4)的深度信息将冠层(4)划分为多个子区域(5)并确定实施采摘的子区域(5)的顺序；步骤三，子区域趋近动作区间(S3)：在趋近动作切换深度阈值([D1])位置，根据首先实施采摘作业的子区域(5)的方位，机械臂(2)带动末端执行器(1)和近景深度传感器(3)切换动作向首先实施采摘作业的子区域(5)迫近；步骤四，单果识别定位区间(S4)：当近景深度传感器(3)到达近景识别定位深度阈值([D2])位置，机械臂(2)带动末端执行器(1)和近景深度传感器(3)继续向首先实施采摘作业的子区域(5)迫近的同时，近景深度传感器(3)对首先实施采摘作业的子区域(5)进行各果实(6)的近景识别定位，并确定进行果实(6)的摘取顺序；步骤五，果实摘取动作区间(S5)：在摘取动作切换阈值([D3])位置，根据首先实施摘取作业的果实(6)空间位置，机械臂(2)带动末端执行器(1)和近景深度传感器(3)切换动作向首先实施摘取作业的果实(6)迫近并到达后完成摘取；步骤六，机械臂(2)继续带动末端执行器(1)和近景深度传感器(3)按果实(6)的摘取顺序完成对首先实施采摘作业的子区域(5)内其它果实(6)的摘取；步骤七，机械臂(2)继续带动末端执行器(1)和近景深度传感器(3)根据子区域定位区间(S2)中确定的实施采摘的子区域(5)的顺序和各子区域(5)方位，将末端执行器(1)和近景深度传感器(3)定位于下一子区域(5)的定位深度阈值([D2])处，并重复步骤五、步骤六，完成对子区域(5)内果实(6)的识别定位和摘取；步骤八，重复步骤七，直至该植株冠层(4)内的果实(6)采摘完成。