一种割胶轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种割胶轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质，所述方法包括：获取割胶轨迹的出胶面参数和割胶轨迹的橡胶树参数；基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在树干坐标系下的路径点，基于所述橡胶树参数和预设的坐标变换矩阵，获取自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点；基于所述自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点，获取自动化割胶设备的割胶轨迹。通过确定割胶轨迹的出胶面参数和橡胶树参数以及出胶面数学模型和坐标变换矩阵，获取自动化割胶设备的割胶轨迹，能够根据不同的橡胶树调整对应的割胶轨迹，提高了自动化割胶设备的适应性，降低了自动化割胶设备的成本。

A tapping trajectory planning method, device, electronic equipment and storage medium

【技术实现步骤摘要】
一种割胶轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质
本专利技术涉及现代农业智能装备
，尤其涉及一种割胶轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
割胶是天然橡胶生产中的重要环节，一般由胶工在凌晨2点至6点手动完成，每人每天割胶300～500棵，人工费用占据了天然橡胶生产成本的70％～80％。因为橡胶树种植园土地面积大，割胶技术要求高等原因割胶一直未能实现自动化。近年来，由于天然橡胶价格的不断下滑，胶工流失和老龄化问题日益严重，急需发展自动化割胶设备。目前的研究主要集中于便携式电动割胶刀和固定式自动割胶机上，便携式割胶刀在一定程度上能够降低劳动强度，但未能改变胶工在割胶操作中需要时刻保持精神高度集中，眼睛紧盯割面，身体紧随刀具而动的现状。固定式割胶机仍停留在试验阶段，割胶效果不佳，并且需要每棵树固定一台机器，制造和维护成本过高，很难满足对生产成本极为敏感的天然橡胶产业。现有的自动割胶机中的割胶轨迹规划方法存在着规划出的割胶轨迹不灵活，不能通过使用一台割胶机根据不同的橡胶树调整对应的割胶轨迹从而实现移动式自动化割胶的缺陷。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种割胶轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中规划出的割胶轨迹不灵活，不能通过使用一台割胶机根据不同的橡胶树调整对应的割胶轨迹从而实现移动式自动化割胶的缺陷，实现根据不同的橡胶树调整对应的割胶轨迹，提高自动化割胶设备的适应性，降低自动化割胶设备的成本。本专利技术实施例提供一种割胶轨迹规划方法，包括：获取割胶轨迹的出胶面参数和割胶轨迹的橡胶树参数；所述出胶面参数是用以表征橡胶树的出胶面数学模型在树干坐标系下的参数，所述橡胶树参数是用以将出胶面数学模型从树干坐标系转换为自动化割胶设备坐标系时的参数；基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点；基于所述橡胶树参数和所述自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点，获取自动化割胶设备的割胶轨迹。根据本专利技术一个实施例的割胶轨迹规划方法，所述基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点，具体包括：基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在树干坐标系下的路径点；基于所述自动化割胶设备在树干坐标系下的路径点和预设的坐标变换矩阵，获取自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点。根据本专利技术一个实施例的割胶轨迹规划方法，所述基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在树干坐标系下的路径点，具体包括：基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在树干坐标系下的路径；将所述自动化割胶设备在树干坐标系下的路径进行离散处理，获取预设数量的等间距的自动化割胶设备在树干坐标系下的路径点。根据本专利技术一个实施例的割胶轨迹规划方法，所述基于所述橡胶树参数和所述自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点，获取自动化割胶设备的割胶轨迹具体包括：基于所述橡胶树参数和所述自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点；基于所述自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点以及笛卡尔空间时间最优轨迹规划法和/或笛卡尔空间能量最优轨迹规划法获取自动化割胶设备的割胶轨迹。根据本专利技术一个实施例的割胶轨迹规划方法，所述出胶面参数包括如下内容中的任一种或其组合：出胶面外翻角度、割线斜度、橡胶树树干半径、割胶深度值、耗皮量和割线上姿态已知点的高度坐标。根据本专利技术一个实施例的割胶轨迹规划方法，所述基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点之前，还包括：自动化割胶设备在末端执行器处实时测量割胶深度值的补偿量；基于所述割胶深度值的补偿量获取新的割胶深度值；根据所述新的割胶深度值替换原割胶深度值。根据本专利技术一个实施例的割胶轨迹规划方法，所述橡胶树参数包括如下内容中的任一种或其组合：橡胶树树干的横滚角、橡胶树树干的俯仰角、橡胶树树干的偏航角、橡胶树树干坐标系原点在自动化割胶设备坐标系下的空间坐标。本专利技术实施例还提供一种割胶轨迹规划装置，包括：参数获取模块，用于获取割胶轨迹的出胶面参数和割胶轨迹的橡胶树参数；所述出胶面参数是用以表征橡胶树的出胶面数学模型在树干坐标系下的参数，所述橡胶树参数是用以将出胶面数学模型从树干坐标系转换为自动化割胶设备坐标系时的参数；路径点获取模块，用于基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点；轨迹获取模块，用于基于所述橡胶树参数和所述自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点，获取自动化割胶设备的割胶轨迹。本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述一种割胶轨迹规划方法的步骤。本专利技术实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述一种割胶轨迹规划方法的步骤。本专利技术实施例提供的一种割胶轨迹规划方法、装置、电子设备及存储介质，通过确定割胶轨迹的出胶面参数和橡胶树参数以及出胶面数学模型，获取自动化割胶设备的割胶轨迹，能够根据不同的橡胶树调整对应的割胶轨迹，提高了自动化割胶设备的适应性，降低了自动化割胶设备的成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种割胶轨迹规划方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种割胶轨迹规划方法中的出胶面数学模型的示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种割胶轨迹规划方法中自动化割胶设备的自动化割胶轨迹规划示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种割胶轨迹规划装置的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。附图标记：1：橡胶树树干；2：前水线；3：已割面；4：后水线；5：出胶面；6：割线(当前的割胶轨迹)；7：规划的割胶轨迹；8：割胶深度；9：割线斜度；10：耗皮量；11：起割点；12：中割点；13：终割点；14：机械臂。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种割胶轨迹规划方法，其特征在于，包括：/n获取割胶轨迹的出胶面参数和割胶轨迹的橡胶树参数；所述出胶面参数是用以表征橡胶树的出胶面数学模型在树干坐标系下的参数，所述橡胶树参数是用以将出胶面数学模型从树干坐标系转换为自动化割胶设备坐标系时的参数；/n基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点；/n基于所述橡胶树参数和所述自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点，获取自动化割胶设备的割胶轨迹。/n

【技术特征摘要】
1.一种割胶轨迹规划方法，其特征在于，包括：
获取割胶轨迹的出胶面参数和割胶轨迹的橡胶树参数；所述出胶面参数是用以表征橡胶树的出胶面数学模型在树干坐标系下的参数，所述橡胶树参数是用以将出胶面数学模型从树干坐标系转换为自动化割胶设备坐标系时的参数；
基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点；
基于所述橡胶树参数和所述自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点，获取自动化割胶设备的割胶轨迹。


2.根据权利要求1所述的割胶轨迹规划方法，其特征在于，所述基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点，具体包括：
基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在树干坐标系下的路径点；
基于所述自动化割胶设备在树干坐标系下的路径点和预设的坐标变换矩阵，获取自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点。


3.根据权利要求2所述的割胶轨迹规划方法，其特征在于，所述基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在树干坐标系下的路径点，具体包括：
基于所述出胶面参数和预设的出胶面数学模型，获取自动化割胶设备在树干坐标系下的路径；
将所述自动化割胶设备在树干坐标系下的路径进行离散处理，获取预设数量的等间距的自动化割胶设备在树干坐标系下的路径点。


4.根据权利要求1所述的割胶轨迹规划方法，其特征在于，所述基于所述橡胶树参数和所述自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点，获取自动化割胶设备的割胶轨迹具体包括：
基于所述橡胶树参数和所述自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点；
基于所述自动化割胶设备在自动化割胶设备坐标系下的路径点以及笛卡尔空间时间最优轨迹规划法和/或笛卡尔空间能量最优轨迹规划法获取自动化割胶设备的割胶轨迹。

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，张顺路，周航，翟毅豪，张俊雄，张春龙，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11