[发明专利]一种用于立柱栽培的机器人移栽控制系统及控制方法

说明书

技术领域

    本发明涉及农业机器人领域，具体涉及一种机器人移栽控制技术。

背景技术

温室栽培立柱可高达4～5米以上，穴盘苗的人工移栽难度极大，已有穴盘苗自动化移栽装备所面对的为穴盘苗或钵苗向田间、花盆移栽，或大穴盘换小穴盘的移栽任务，而穴盘苗向立柱的移栽，立柱上每一栽苗位的高度不断变化，现有自动化移栽装备无法满足高大立柱移栽作业的要求。刘继展提出了立柱栽培配套的移栽机器人(刘继展，李加利，李萍萍. 中国发明专利：立柱栽培配套的移栽机器人(公开号：CN102823365A))和自动化叶菜立柱生产系统(刘继展，李萍萍，王纪章.中国发明专利：自动化叶菜立柱生产系统(公开号：CN102696323A))，可以实现温室多栽培立柱的穴盘苗自动化移栽作业。温室多栽培立柱的机器人自动移栽作业的控制问题具有极大的特殊性：

(1)穴盘苗向田间移栽仅需底盘的连续行进和机构的移栽作业，秧苗换盘移栽时除了穴盘的更换以外，仅需机械手与末端执行器的移栽作业。而面向立柱移栽作业时，除了机械手与末端执行器的动作以外，还同时需要立柱旋转配合将栽苗位从背面或侧面转向面对机械手一侧、在一立柱移栽完成时需要底盘的行进以到达下一立柱位置继续移栽作业；

(2)秧苗换盘移栽的平面作业路径简单，而穴盘苗向立柱移栽时，由于穴盘取苗平面位置与立柱栽苗高度位置的变化，使机械手需实现多条变化的空间路径，在避免碰撞干涉与时间最优等条件下的路径规划问题更加复杂，控制系统进行实时规划的算法复杂，运行耗时较长。因而全自动移栽的多对象协调控制与多路径规划执行成为决定其作业成功率和效率的关键。  

现有移栽机器人控制系统与控制方法，无法为温室多栽培立柱的机器人自动移栽作业的多主体协调作业和高度变化下的空间路径规划等特殊问题提供技术参考和解决方案。发明专利《立柱栽培配套的移栽机器人》和《自动化叶菜立柱生产系统》提出了针对立柱栽培的机器人移栽作业硬件结构，但并未建立针对立柱栽培的机器人移栽的控制方法，现有文献亦未见针对立柱栽培的机器人移栽控制系统与控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于立柱栽培的机器人移栽控制系统及控制方法，可以实现面向立柱栽培的全自动高效移栽作业，提高面向立柱栽培的全自动移栽的作业成功率和效率。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种用于立柱栽培的机器人移栽控制系统，其特征在于：立柱移栽机器人控制系统包括控制界面(7)、底层程序(8)和轨迹库(9)；通过在控制界面(7)上输入参数，发送命令给底层程序(8)去调用轨迹库里的相应信息；所述轨迹库(9)包括从穴盘(3)上任一取苗位(10)到栽培立柱(6)上任一栽苗位(11)之间的栽苗行程(13)的轨迹和机械手各关节的相应运动规律、从栽培立柱(6)上任一栽苗位(11)到穴盘(3)上任一取苗位(10)之间的回程(14)的轨迹和机械手各关节的相应运动规律；

所述控制界面(7)包括全周期轨迹取苗位列序输入口(16)、全周期轨迹取苗位行序输入口(17)、单回程栽苗位序号输入口(18)、单栽苗行程取苗位行序输入口(19)、栽培立柱自检状态指示灯(20)、直动关节自检状态指示灯(21)、连接键(22)、大臂关节自检状态指示灯(23)、小臂关节自检状态指示灯(24)、使能键(25)、末端执行器自检状态指示灯(26)、翻转式多穴盘供苗装置自检状态指示灯(27)、退出键(28)、自主移动底盘自检状态指示灯(29)、单栽苗行程取苗位列序输入口(30)、单栽苗行程栽苗位序号输入口(31)、单栽苗行程运行键(32)、单回程运行键(33)、单回程取苗位列序输入口(34)、全周期轨迹运行键(35)、全周期轨迹栽苗位序号输入口(36)、单回程取苗位行序输入口(37)、连续移栽停止键(38)、连续移栽运行键(39)、连续移栽初始栽苗位序号输入口(40)、连续移栽初始取苗位列序输入口(41)，连续移栽初始取苗位行序输入口(42)、连续移栽初始栽苗立柱序号输入口(43)。