基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法与流程

本发明涉及机器人控制技术领域，具体涉及一种基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法。

背景技术：

经济的快速发展，伴随着人们对水果需求量的增加，而水果采摘的季节性强、劳动强度大、费用高。果实采摘是生产链中最耗时、耗力的一个环节。基于嵌入式的采摘机器人能够降低劳动强度和生产费用，提高生产率，保证水果的及时采摘，因此具有很大的发展潜力，也是未来农业智能机械化的发展方向。

技术实现要素：

为了提高机械采摘的生产效率，降低生产成本，采摘机器人可以在行驶过程中避开障碍物，成功达到目标作业区，本发明目的是提供了一种基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统及避障方法。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统，其特征在于：包括机器人控制系统、linux操作系统的嵌入式处理器、终端控制系统、传感器、摄像头和机器人驱动装置；

linux操作系统的嵌入式处理器设置在机器人控制系统内；

终端控制系统、传感器、摄像头和机器人驱动装置均连接机器人控制系统；

传感器用于采集障碍物信息并进行障碍物图像识别，机器人控制系统分析障碍物的位置并感知工作环境，终端控制系统接收机器人控制系统反馈信息并发出指令，控制采摘机器人的驱动装置。

上述基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统基础上，机器人控制系统和终端控制系统之间通过无线通讯模块连通，无线通讯模块为nrf24l01。

一种利用基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统进行避障方法，包括以下步骤：

s1.机器人控制系统采用植入linux操作系统的arm处理器；

s2.传感器和摄像头采集障碍物的信息，进行障碍物图像识别；

s3.机器人控制系统分析障碍物的位置，感知工作环境，反馈给终端控制系统；

s4.终端控制系统能够根据反馈信息发出指令，控制采摘机器人的驱动装置，采摘机器人选择转弯绕过障碍物，继续前行到达工作区域；

s5.当障碍物不能绕行避开时，采摘机器人后退或者停止工作。

一种利用基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统进行避障方法，包括以下步骤：

s1.机器人控制系统采用植入linux操作系统的arm处理器；

s2.机器人控制系统分析障碍物的位置，感知工作环境，反馈给终端控制系统；

s3.终端控制系统能够利用巡线算法再次规划最佳路线发出指令，机器人改变路线。

本发明的优点在于：

1.利用红外、图像、超声波等传感器模块可以实现障碍物信息采集，方便采摘机器人的判断能否继续前行，并且实时监控，避免机器人出现不必要故障损失。

2.利用植入linux操作系统的arm处理器作为主控制器的嵌入式控制系统，可以提高控制系统的逻辑运算和控制能力，障碍物位置反馈和路径规划耗时更短，节省时间成本，更好地应对季节性水果采摘的及时性需求。

3.在避障过程中，采摘机器人控制系统可以通过无线通讯模块nrf24l01，将机器人的移动情况实时反馈给终端，实现对采摘机器人的实时监控，保障安全。

4.基于嵌入式的控制系统可以提高采摘机器人移动和转弯的灵活性，分析约束条件，提高采摘机器人路径规划的精确度，降低时间成本，提高劳动生产率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明实施例基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统，包括机器人控制系统、linux操作系统的嵌入式处理器、终端控制系统、传感器、摄像头和机器人驱动装置；linux操作系统的嵌入式处理器设置在机器人控制系统内；终端控制系统、传感器、摄像头和机器人驱动装置均连接机器人控制系统；传感器用于采集障碍物信息并进行障碍物图像识别，机器人控制系统分析障碍物的位置并感知工作环境，终端控制系统接收机器人控制系统反馈信息并发出指令，控制采摘机器人的驱动装置。

本实施例中，机器人控制系统和终端控制系统之间通过无线通讯模块连通，无线通讯模块为nrf24l01。

实施例1

一种利用基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统进行避障方法，包括以下步骤：

s1.机器人控制系统采用植入linux操作系统的arm处理器；

s2.传感器和摄像头采集障碍物的信息，进行障碍物图像识别；

s3.机器人控制系统分析障碍物的位置，感知工作环境，反馈给终端控制系统；

s4.终端控制系统能够根据反馈信息发出指令，控制采摘机器人的驱动装置，采摘机器人选择转弯绕过障碍物，继续前行到达工作区域；

s5.当障碍物不能绕行避开时，采摘机器人后退或者停止工作。

实施例2

一种利用基于嵌入式的采摘机器人智能避障系统进行避障方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1.机器人控制系统采用植入linux操作系统的arm处理器；

s2.机器人控制系统分析障碍物的位置，感知工作环境，反馈给终端控制系统；

s3.终端控制系统能够利用巡线算法再次规划最佳路线发出指令，机器人改变路线。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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