[发明专利]基于多传感器融合的肉鸽饲喂供料系统

权利要求书

1.基于多传感器融合的肉鸽饲喂供料系统，其特征在于，包括蓝牙定位模块、导航模块、路径规划模块、供料机器人和饲喂机器人；蓝牙定位模块包括四个搭设在鸽棚四周的蓝牙基站，导航模块和路径规划模块设于供料机器人内，导航模块内设有视觉神经网络模块、语义分割网络模块和IMU惯性导航网络模块，路径规划模块内设有RRT算法模块，供料机器人和饲喂机器人内均设有移动蓝牙终端；

所述蓝牙定位模块用于将四个蓝牙基站两两之间的距离分析处理得到栅格化平面地图中四个蓝牙基站的坐标以及饲喂机器人缺料时饲喂机器人、供料机器人位于栅格化平面地图中的实时坐标，并发送至导航模块和路径规划模块；

所述导航模块用于将鸽棚道路图片进行预处理、模型迭代训练后得到分割道路图片，分割道路图片分析处理得到导航线，实时获取供料机器人前进方向的局部视野信息并通过IMU惯性导航网络模块得到局部路径，与供料机器人位于栅格化平面地图中的实时坐标实时融合得到实时的前进方向；

所述路径规划模块用于将饲喂机器人、供料机器人位于栅格化平面地图中的实时坐标分别标记为RRT模型的初始点和目标点，将供料机器人的实时局部视野信息分析处理得到一条全局向目标点逼近、局部实时避障的路径；

所述饲喂机器人感应到缺少饲料时产生报警信号，并将缺料报警信号发送至供料机器人；

所述供料机器人用于接收到缺料报警信号后，获取其在栅格化平面地图中的坐标，根据全局向目标点逼近、局部实时避障的路径朝饲喂机器人行走，到达饲喂机器人位置时为饲喂机器人供料，供料完毕后退回供料区补料，等待作业。

2.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的肉鸽饲喂供料系统，其特征在于，所述蓝牙定位模块的具体搭设和工作方法包括以下步骤：

S1，在鸽棚的四周分别搭设蓝牙基站，测量获取四个蓝牙基站两两之间的距离，选取其中一个作为栅格化平面地图的零点坐标，得到栅格化平面地图中四个蓝牙基站的坐标；

S2，在供料机器人和饲喂机器人上分别设置用于发送蓝牙信号的移动蓝牙终端；

S3，当饲喂机器人感应到缺少饲料而报警时，发送缺料报警信号至供料机器人，同时发送蓝牙信号至四个蓝牙基站，蓝牙基站基于信号强度值筛选出信号强度值前三的三个基站进行三角定位计算，得到饲喂机器人位于栅格化平面地图中的实时坐标；

S4，供料机器人接收到缺料报警信号后，发送蓝牙信号至四个蓝牙基站，基于信号强度值筛选出信号强度值前三的三个基站进行三角定位计算，得到供料机器人位于栅格化平面地图中的实时坐标。

3.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的肉鸽饲喂供料系统，其特征在于，所述导航模块的具体工作方法包括以下步骤：

S11，搭建基于深度学习的语义分割网络模块，使用深度相机采集像素640*480的鸽棚道路图片7500张，鸽棚道路图片经图片预处理后制作数据集，数据集传输至视觉神经网络模块进行模型迭代训练，训练后的模型分割道路和目标检测，非道路和非目标物默认为背景；

S12，将分割出来的道路图片进行二值化，采用像素逐行扫描的方式寻找道路边缘点信息，由边缘点信息得到拟中点，采用最小二乘法拟合中点得到导航线；

S13，供料机器人开启语义分割网络模块，实时获取前进方向的局部视野信息，避开障碍物的同时开启IMU惯性导航网络模块，辅助语义分割导航的直线校准得到一条局部路径；

S14，语义分割与惯性导航的局部前进视野信号映射到四个蓝牙基站形成的栅格化平面地图中，与饲喂机器人位于栅格化平面地图中的实时坐标融合，得到实时的前进路径。

4.根据权利要求1所述的基于多传感器融合的肉鸽饲喂供料系统，其特征在于，所述路径规划模块的具体工作方法包括以下步骤：

S21、将四个蓝牙基站的栅格化平面地图导入RRT算法模块，并将饲喂机器人、供料机器人位于栅格化平面地图中的实时坐标分别标记为RRT模型的初始点和目标点；

S22、将语义分割网络模块实时获取供料机器人前进方向的局部视野信息导入RRT算法模块的度量空间，并映射到栅格化平面地图中作为唯一随机点，依据随机点进行随机树扩展，实时接收来自语义分割的导航信号，进行随机点的校正得到一条全局向目标点逼近、局部实时避障的路径。