[发明专利]具有自动识别和快速定位功能的抓取平台

说明书

本发明提供具有自动识别和快速定位功能的抓取平台，所述抓取平台的总体架构为：计算机系统分别与伺服电机M1，伺服电机M2，伺服电机M3，伺服电机M4，气泵，气缸，裁刀电磁阀，摄像头电连接，其利用摄像头采集目标的坐标位置，利用并联平台迅速将末端执行器运送至目标的坐标位置，利用吸气加裁剪于一体的末端执行器进行抓取，本发明在计算机智能控制系统的调控下，各个环节相互配合，自动化程度高，操作简单，目标抓取效率高，大大降低了人员的劳动强度。

技术领域

本发明涉及农业机械设备领域，尤其涉及具有自动识别和快速定位功能的抓取平台。

背景技术

机械手技术是近年来发展起来的一种高科技生产设备，是机器人的重要分支，通过对机械手预先编程控制可以使其完成各种预期的机械作业；其结构特征具有人和机器的特点，具有智能和自适应能力。由于其能够准确地完成目标任务，可在各种环境中完成作业，因此在国民经济中有着广阔的前景。我国是一个农业生产大国，但随着农业生产规模的不断扩大和精耕细作的要求，某些区域呈现出劳动力不足的现象；而果蔬的采摘是一项劳动密集型的工作，其时令要求较高，因此对于果蔬高效采摘平台的研究具有重要的意义。

相对国外人工采摘机器人的发展，我国在采摘研究领域中的人工智能机器人的研发还仍处于起步阶段。现有技术中遇到的技术问题是：第一、如何在复杂多变的环境下实现对苹果的寻觅察找：第二、如何在初步确定苹果所在空间位置的情况下，实现对苹果准确的跟踪定位：第三、如何在准确定位苹果之后，实现对苹果的剪断和收集。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有自动识别系统和快速定位系统的抓取平台。

本发明是以如下技术方案实现的：

具有自动识别和快速定位功能的抓取平台，所述抓取平台的总体架构为：计算机系统分别与伺服电机M1，伺服电机M2，伺服电机M3，伺服电机M4，气泵，气缸，裁刀电磁阀，摄像头电连接。

进一步地，所述计算机系统与伺服电机M1，伺服电机M2，伺服电机M3，伺服电机M4电连接，用于驱动对应的转动副R11，R21，P3并联运作，从而控制并联平台的移动、转动和速度。

进一步地，所述计算机系统与气泵，气缸电连接，用于实现末端执行器的抓紧和放松功能，所述计算机系统与裁刀电磁阀电连接，用于实现末端执行器的果蔬裁剪功能。

进一步地，所述计算机系统与摄像头电连接，用于对果蔬进行空间定位。

进一步地，所述平台采用固定在摄像头安装座前端的两个摄像头及专用算法构成三维立体成像系统，所述三维立体成像系统利用两个摄像头的图像对空间目标进行定位的基本过程为：

1)建立三维立体成像测量系统，并标定所有参数(包括成像系统的摄像头内部参数和两摄像头之间的结构参数)；

2)左右摄像头同时采集目标图像；

3)利用摄像头的后投影模型，分别对两幅图像进行畸变校正；

4)对畸变校正后的图像，利用目标检测方法，分别求出左右图像中特征点的“亚像素”精度级图像坐标，由极线约束和顺序一致性原则，建立对应点的匹配关系；

5)根据建立的对应匹配点，由三维立体成像模型，求出空间目标特征点的3D坐标和枝干的图像信息。

6)将求出的目标特征点的坐标数据传给计算机系统，经过坐标系转换后，再将坐标数据传递给并联平台。

进一步地，所述并联运动平台包括静平台，动平台、转动副R4，三条单开链Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和四个伺服电机，所述并联运动平台还包括特定拓扑结构，所述并联运动平台的拓扑结构为3-RRC+R。

本发明的有益效果是：