一种基于机器视觉与激光的猕猴桃精准疏蕾机器

本技术涉及果树疏蕾装置，具体涉及一种基于机器视觉与激光的猕猴桃精准疏蕾机器人。背景技术：1、猕猴桃的花期很短而蕾期较长，所以果农一般提前疏蕾而不进行疏花，疏蕾作业主要针对花蕾中的侧蕾，疏蕾在猕猴桃生产活动中显得尤为重要。如果不进行疏蕾导致结果太多，就会造成养分的大量消耗，减少单果的质量，生产的果实小、品质差，商品率低，会大大降低猕猴桃的生产效益，同时也会出现大小年结果现象。只有进行疏蕾，对猕猴桃的花蕾量和结果量进行调节，才能生产出优质的果品。2、但是现今的猕猴桃种植业仍只有人工疏蕾的方法，此方法需要在短时间内由具有专业技能的劳动力来完成，同时农民作业主观性较强，疏蕾充分性和一致性因人而异，不仅无法对猕猴桃的花蕾量和结果量进行精准性调节，而且消耗了大量的人力，物力，财力。该领域暂无研制的机械装备，还不能实现自动化、智能化，因此有必要研发一种猕猴桃精准疏蕾装置，以期提高猕猴桃疏蕾的机械化和现代化水平。技术实现思路1、针对目前人工疏蕾的效率低、成本高、劳动强度大等问题，研发一种基于机器视觉与激光的猕猴桃精准疏蕾机器人。2、本实用新型为解决其技术问题，采用的技术方案如下：3、一种基于视觉感知与激光的猕猴桃精准疏蕾机器人，其包括疏蕾机械臂、激光末端执行器、视觉感知系统、底盘、承载支架、风速仪、逆变器。4、疏蕾机械臂包含控制箱、主构架、伺服电机、大臂、小臂、传动板、大臂水平保持连杆、小臂传动杆、三角保持架、小臂水平保持连杆、腕部。其中控制箱与底盘通过承载支架相固接，主构架与控制箱通过球铰相铰接，伺服电机与主构架相固接，传动板与大臂水平保持连杆通过球铰相铰接，三角保持架与大臂相固接，三角保持架与小臂传动杆和小臂水平保持连杆分别通过球铰相铰接，腕部与小臂相固接。5、激光末端执行器包含激光器、激光器支架、支架底座。其中激光器与激光器支架相固接，激光器支架与支架底座相固接，支架底座与疏蕾机械臂腕部相固接，激光器与控制箱电信连接。逆变器、控制箱均与承载支架相固接，风速仪与控制箱电信连接，同时与底盘相固接。6、视觉感知系统包含rgb-d相机a、rgb-d相机b和相机支架。其中，相机支架与承载支架相固接，rgb-d相机a与承载支架相固接。rgb-d相机a实时采集猕猴桃花蕾区域道路图像，检测并定位道路两侧猕猴桃树干位置信息，根据视野中左右树干的距离变化调整底盘转向，当距离相等时走直线，保持猕猴桃疏蕾机器人在道路中间行驶。rgb-d相机b与相机支架相固接，对待疏花蕾区域的冠层采集图像并进行花蕾检测，计算并输出侧蕾的三维坐标，为疏蕾机械臂路径规划提供位置信息。7、本实用新型作业时，rgb-d相机a实时采集猕猴桃花蕾区域道路图像，检测并定位道路两侧猕猴桃树干位置信息，根据视野中左右树干的距离变化调整底盘转向，当距离相等时走直线。保持猕猴桃疏蕾机器人在道路中间行驶。当猕猴桃疏蕾机器人行驶至待疏蕾区域，风速仪检测工作环境实时风速，当风速处于轻风以下时，控制箱发送工作信号，rgb-d相机b对待疏花蕾区域的冠层开始采集图像并进行花蕾检测，计算并输出侧蕾的三维坐标，为疏蕾机械臂路径规划提供位置信息。疏蕾机械臂运动，带动腕部的激光末端执行器对准侧蕾，激光器开启发射激光，发射出的激光击穿侧蕾，实现精准疏蕾。8、本实用新型所述一种基于机器视觉与激光的猕猴桃精准疏蕾机器人采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：9、(1)本实用新型所设计一种基于视觉感知与激光的猕猴桃精准疏蕾机器人，以rgb-d相机a实时采集猕猴桃花蕾区域道路图像作为依据，检测并定位道路两侧猕猴桃树干位置信息，根据视野中左右树干的距离变化调整底盘转向，风速仪检测工作环境实时风速，以及通过rgb-d相机b对待疏花蕾区域的冠层采集图像并进行花蕾检测确定侧蕾的三维坐标，再通过控制疏蕾机械臂对侧蕾的精准对靶，并通过激光器发射激光束实现对侧蕾的击穿破坏，实现了疏蕾作业的机械化和自动化。技术特征：1.一种基于机器视觉与激光的猕猴桃精准疏蕾机器人，包括激光末端执行器(1)、疏蕾机械臂(2)、风速仪(3)、逆变器(4)、视觉感知系统(5)、底盘(6)、承载支架(7)七个部分，其特征在于：激光末端执行器(1)与疏蕾机械臂(2)的腕部(208)相固接，疏蕾机械臂(2)、逆变器(4)、视觉感知系统(5)均与承载支架(7)相固接，风速仪(3)、承载支架(7)与底盘(6)相固接，控制箱(201)分别与疏蕾机械臂(2)、风速仪(3)、激光器(101)、视觉感知系统(5)、底盘(6)相电信连接；2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉与激光的猕猴桃精准疏蕾机器人，其特征在于：激光末端执行器(1)，具体设计为激光器(101)、激光器支架(102)和支架底座(103)的组合结构；其中激光器(101)与激光器支架(102)相固接，其中激光器支架(102)与支架底座(103)相固接，支架底座(103)与疏蕾机械臂腕部(208)相固接，激光器(101)与控制箱(201)电信连接，控制箱(201)、逆变器(4)均与承载支架(7)相固接。3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉与激光的猕猴桃精准疏蕾机器人，其特征在于：风速仪(3)与承载支架(7)相固接，且与控制箱(201)电信连接，风速仪(3)检测工作环境实时风速，当风速处于轻风以下时，控制箱(201)发送工作信号，猕猴桃精准疏蕾机器人进入作业模式。技术总结一种基于机器视觉与激光的猕猴桃精准疏蕾机器人属于果树疏蕾装置技术领域；以风速仪(3)检测实时工作环境，控制箱（201）发送工作信号，猕猴桃精准疏蕾机器人进入工作模式，视觉感知系统(5)所采集的图像作为导航路线及花蕾定位依据，控制箱（201）对底盘(6)进行运动控制，以及通过控制疏蕾机械臂(2)实现激光末端执行器(1)和侧蕾的精准对靶，并通过激光器(102)发射激光束实现对侧蕾的击穿破坏，具有结构新颖、有效提高果树疏蕾效率的特点。技术研发人员：傅隆生,党浩杰,刘国良,陈池,贺磊磊,李瑞,寇小希受保护的技术使用者：西北农林科技大学技术研发日：20230803技术公布日：2024/3/31