一种蔬菜无人化育苗物流系统技术方案

本发明专利技术提出了一种蔬菜无人化育苗物流系统，包括潮汐式苗床入床出床机以及行走在潮汐式苗床入床出床机间的机器人，根据机器人采集的图像数据控制其潮汐式苗床入床出床机的工作。本发明专利技术能实现育苗盘夹具抓取育苗盘自动入床和出床，解决潮汐式苗床生产过程中摆放、取出穴盘劳动力需求大、劳动强度高的问题，提高潮汐式苗床生产过程中的机械化、自动化水平，为蔬菜全程无人化生产打下基础。

【技术实现步骤摘要】
一种蔬菜无人化育苗物流系统
本专利技术涉及一种自动化农业
，特别是涉及一种蔬菜无人化育苗物流系统。
技术介绍
目前潮汐式苗床在生产过程中搬运、取、放育苗盘(入床、出床)都是通过人工完成，此过程劳动力需求大、劳动强度高。因此，如何实现潮汐式苗床的自动入床和出床，成为实现蔬菜全程无人化生产需要首先解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种蔬菜无人化育苗物流系统。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种蔬菜无人化育苗物流系统，包括潮汐式苗床入床出床机以及行走在潮汐式苗床入床出床机间的机器人，根据机器人采集的图像数据控制其潮汐式苗床入床出床机的工作。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述机器人包括机器人本体及设置于机器人本体底部的行走装置，在行走装置的底部设置有用于感应铺设于地面上的导航磁条的磁条感应器，在机器人本体内设置有机器人控制器和无线数据传输模块，无线数据传输模块的数据传输端与机器人控制器的数据传输端相连，机器人控制器的行走控制端与行走装置的行走控制端相连，磁条感应器的感应数据端与机器人控制器的磁条感应数据端相连，还包括设置于机器人本体上能多角度拍摄图像数据的图像装置，图像装置的图像数据端与机器人控制器的图像数据端相连；机器人控制器将图像装置拍摄的图像数据通过无线数据传输模块传输给无人化平台，无人化平台根据其图像数据进行处理后，对潮汐式苗床入床出床机进行控制。在本专利技术的一种优选实施方式中，潮汐式苗床入床出床机包括育苗盘输送线、潮汐式苗床输送线、M个育苗盘定位机构、M个育苗盘顶升机构、M个光电开关组、滑台模组和育苗盘夹具，所述M为大于或者等于1的正整数，所述育苗盘输送线采用双排输送带，两排输送带之间有间隙；每个育苗盘顶升机构安装在两排输送带之间，所述育苗盘顶升机构用于将育苗盘输送线上的育苗盘向上顶起，离开育苗盘输送线；所述育苗盘定位机构设置在育苗盘顶升机构的前方，包括档杆和控制档杆放下和收起的回转气缸，当档杆放下时，所述档杆沿着育苗盘输送线宽度方向延伸，用于挡住育苗盘，当收起时，育苗盘可通过育苗盘输送线，光电开关组设置在所述育苗盘顶升机构旁的育苗盘输送线机架上；所述潮汐式苗床输送线用于输送潮汐式苗床；所述滑台模组包括门形架、X轴滑台和Z轴滑台，所述育苗盘输送线和潮汐式苗床输送线并排设置在门形架下并穿过门形架，所述X轴滑台沿着门形架顶梁设置，所述Z轴滑台的下端安装育苗盘夹具，通过所述Z轴滑台实现育苗盘夹具的上下移动去育苗盘输送线上夹取育苗盘以及将育苗盘放置在潮汐式苗床输送线上的潮汐式苗床上，通过X轴滑台实现让育苗盘夹具在育苗盘输送线和潮汐式苗床输送线之间移动。在本专利技术的一种优选实施方式中，两排输送带之间间隔设置多个育苗盘顶升机构，每个育苗盘顶升机构的前方设置有育苗盘定位机构，每个育苗盘顶升机构对应设置有光电开关，所述育苗盘夹具包括主体骨架，主体骨架的上侧设置有用于与滑台模组相连的安装盘，在所述主体骨架下侧对应设置有M个独立的抓取育苗盘的抓手，育苗盘夹具一次能抓取的育苗盘恰好在潮汐式苗床上放置一排。这样可以实现一次抓取多个育苗盘，一次在潮汐式苗床上放置一排育苗盘。提高工作效率，减少滑台模组的动作次数及频率。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述抓手包括位于主体骨架左右两侧的侧抓手，左右延伸的导向杆的两端分别固定在主体骨架的下侧的左右两端，左右两侧的侧抓手上对称设置有供导向杆穿过的导向孔，所述导向杆穿过两侧的侧抓手上的导向孔，在所述主体骨架的下侧对应每个侧抓手设置有控制气缸，通过控制气缸控制两侧的侧抓手靠拢和分开从而实现育苗盘的取放。将主体骨架安装在滑台模组上，通过滑台模组的X、Z轴的移动来实现将夹具移动到育苗盘的上方，然后通过控制气缸控制将两侧的侧抓手靠拢，将育苗盘抓起，然后再移动主体骨架至苗床上侧，通过控制气缸控制侧抓手张开，将育苗盘放置在苗床上。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述侧抓手包括抓手本体和用于连接抓手本体的抓手杆，所述抓手本体为竖勾形，每个抓手杆上设置有至少两个抓手本体，两侧的侧抓手的抓手本体相对设置，所述导向孔位于抓手杆上。提高抓取育苗盘时的夹持可靠性。在本专利技术的一种优选实施方式中，每个抓手对应设置有两个导向杆，两个导向杆前后间隔设置。这样提高侧抓手移动的可靠性。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述主体骨架包括左右侧的竖向梁，左右侧的竖向梁之间通过多根横向梁相连，所述抓手的控制气缸安装在横向梁的下侧，两侧的侧抓手的控制气缸位于两侧的侧抓手之间。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述育苗盘输送线的两侧对应每个育苗盘顶升机构对称设置有一对育苗盘定位机构，在每个育苗盘顶升机构的两侧均设置有光电开关。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述育苗盘顶升机构包括育苗盘托板和用于顶升育苗盘托板的顶升气缸。本专利技术还公开了一种蔬菜无人化输送设备使用方法，包括以下步骤：S1，系统初始化；S2，M个育苗盘顶升机构将M个育苗盘顶离育苗盘输送线；S3，滑台模组将顶离育苗盘输送线上的M个育苗盘抓取放置于潮汐式苗床输送线上；S4，重复步骤S1～S3；直至任务完成。在本专利技术的一种优选实施方式中，在步骤S1中包括以下步骤：S11，控制器向其育苗盘输送线发送育苗盘输送线上的输送带停止运动控制信号，育苗盘输送线上的输送带停止运动；S12，包括步骤S121～S12M之M组合步骤，S121，控制器向其第1回转气缸发送第1档杆放下控制信号，以及向其第1′回转气缸发送第1′档杆放下控制信号，第1档杆和第1′档杆放下；S122，控制器向其第2回转气缸发送第2档杆收起控制信号，以及向其第2′回转气缸发送第2′档杆收起控制信号，第2档杆和第2′档杆收起；S123，控制器向其第3回转气缸发送第3档杆收起控制信号，以及向其第3′回转气缸发送第3′档杆收起控制信号，第3档杆和第3′档杆收起；……；S12M，控制器向其第M回转气缸发送第M档杆收起控制信号，以及向其第M′回转气缸发送第M′档杆收起控制信号，第M档杆和第M′档杆收起；S13，包括步骤S131～S13M之M组合步骤，S131，控制器向其第1红外对射发射装置发送发出红外线信号，第1红外对射发射装置发出红外线；S132，控制器向其第2红外对射发射装置发送发出红外线信号，第2红外对射发射装置发出红外线；S133，控制器向其第3红外对射发射装置发送发出红外线信号，第3红外对射发射装置发出红外线；……；S13M，控制器向其第M红外对射发射装置发送发出红外线信号，第M红外对射发射装置发出红外线；S14，包括步骤S141～S143，S141，包括步骤S1411～S141M之M组合步骤，S1411，控制器向其第1控制气缸发送分开控制信号，两侧的第1侧抓手分开；S1412，控制器向其第2控制气缸发送分开控制信号，两侧的第2侧抓手分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蔬菜无人化育苗物流系统，其特征在于，包括潮汐式苗床入床出床机以及行走在潮汐式苗床入床出床机间的机器人，根据机器人采集的图像数据控制其潮汐式苗床入床出床机的工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种蔬菜无人化育苗物流系统，其特征在于，包括潮汐式苗床入床出床机以及行走在潮汐式苗床入床出床机间的机器人，根据机器人采集的图像数据控制其潮汐式苗床入床出床机的工作。


2.根据权利要求1所述的蔬菜无人化育苗物流系统，其特征在于，所述机器人包括机器人本体及设置于机器人本体底部的行走装置，在行走装置的底部设置有用于感应铺设于地面上的导航磁条的磁条感应器，在机器人本体内设置有机器人控制器和无线数据传输模块，无线数据传输模块的数据传输端与机器人控制器的数据传输端相连，机器人控制器的行走控制端与行走装置的行走控制端相连，磁条感应器的感应数据端与机器人控制器的磁条感应数据端相连，还包括设置于机器人本体上能多角度拍摄图像数据的图像装置，图像装置的图像数据端与机器人控制器的图像数据端相连；
机器人控制器将图像装置拍摄的图像数据通过无线数据传输模块传输给无人化平台，无人化平台根据其图像数据进行处理后，对潮汐式苗床入床出床机进行控制。


3.一种蔬菜无人化育苗物流系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，无人化平台对接收到的图像数据进行图像处理，得到其平台对比图像；
S2，判断其平台对比图像与存储于图像数据库的目标标定图像是否相似：
若平台对比图像与存储于图像数据库的目标标定图像相似，则潮汐式苗床入床出床机继续工作；
若平台对比图像与存储于图像数据库的目标标定图像不相似，则改变潮汐式苗床入床出床机工作方式。


4.根据权利要求3所述的蔬菜无人化育苗物流系统的控制方法，其特征在于，在步骤S1中，得到其平台对比图像的方法包括以下步骤：
S11，判断其接收到的图像数据是否为RGB图像：
若接收到的图像数据为RGB图像，则将接收到的RGB图像转换为GRAY图像，其将RGB图像转换为GRAY图像的方法为：
GRAYp＝REDp*red+GREENp*green+BLUEp*blue，
其中，REDp表示在RGB图像中像素点p的红色量；
red表示在RGB图像中像素点p的红色量REDp的比例系数；
GREENp表示在RGB图像中像素点p的绿色量；
green表示在RGB图像中像素点p的绿色量GREENp的比例系数；
BLUEp表示在RGB图像中像素点p的蓝色量；
blue表示在RGB图像中像素点p的蓝色量BLUEp的比例系数；red+green+blue＝1；
GRAYp表示像素点p的灰度值；p＝1、2、3、……、P；P表示RGB图像中像素点的总个数；执行步骤S12；
若接收到的图像数据为GRAY图像，则执行步骤S12；
S12，获取GRAY图像中各像素点的灰度值，从左到右从上到下依次分别记作G1、G2、G3、……、Gg，g表示GRAY图像中像素点的总个数；
S13，统计其Q0、Q1、Q2、Q3、……、Q255的个数，其中，Q0表示灰度值为0的个数，Q1表示灰度值为1的个数，Q2表示灰度值为2的个数，Q3表示灰度值为3的个数，Q255表示灰度值为255的个数；
S14，获取其GRAY图像的临时替换值，其临时替换值的计算方法为：



其中，Qq表示灰度值为q的个数；
Oλ表示灰度值为λ的临时替换值；
S15，获取其GRAY图像的实际替换值，其实际替换值的计算方法为：



其中，int()表示取整函数；
Oλ表示灰度值为λ的临时替换值；
if表示如果；
Uλ表示灰度值为λ的实际替换值；
S16，将GRAY图像中的灰度值为η的替换为Uη，η＝0、1、2、3、……、255；即按照从左到右从上到下的顺序依次将GRAY图像中的灰度值为0的替换为U0，将GRAY图像中的灰度值为1的替换为U1，将GRAY图像中的灰度值为2的替换为U2，将GRAY图像中的灰度值为3的替换为U3，……，将GRAY图像中的灰度值为255的替换为U255，即得到平台对比图像。


5.根据权利要求3所述的蔬菜无人化育苗物流系统的控制方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括步骤S0，将原始图像转换为目标标定图像，将原始图像转换为目标标定图像的方法包括以下步骤：
S01，判断原始图像是否为RGB图像：
若原始图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佩原，郑吉澍，刘弘博，李脉，刘阳，高立洪，李萍，王月巍，冉杰，
申请(专利权)人：重庆市农业科学院，重庆凯锐农业发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50