温室红花机器人二维码导航控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种温室红花机器人二维码导航控制系统，属于农业机器人导航技术领域。一种温室红花机器人二维码导航控制系统，用于温室红花自动化运输，其特征在于，元器件包括嵌入式控制器、二维码相机传感器、激光避障传感器、防碰触边传感器、惯性导航传感器、网络传输装置、供电装置、行走驱动装置、状态提示装置，所述供电装置包括电池、充电刷版、开关电源、接触器，所述行走驱动装置包括四轮独立转向平台、伺服电机、编码器、电机驱动器、减速器，所述网络传输装置包括交换机、无线AP，所述状态提示装置包括显示屏、声光一体警示灯、状态控制按钮此控制系统为未来智能化红花采摘运输奠定了基础。输奠定了基础。输奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】
温室红花机器人二维码导航控制系统


[0001]本技术属于农业机器人导航
，更具体的说，是涉及一种温室红花机器人二维码导航控制系统。

技术介绍

[0002]红花是一种集药用、油料为一体的特种经济作物，具有活血、散瘀、止痛、降压的功效。由于红花自身花球多批次开花的特性，实现机械化采收比较困难。随着全国温室红花种植面积不断增大，人工采摘收集效率低、劳动强度大、自动化程度低等问题日益凸显，严重制约了红花自动化产业发展，实现红花自动化采摘智能化运输的需求日益增加。目前红花采摘机器人仍处于研究阶段，并未得到有效应用，红花机器人二维码导航控制系统对实现温室红花的自主导航具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本技术涉及一种温室红花机器人二维码导航控制系统，用于温室红花自动化运输，其特征在于，元器件包括嵌入式控制器、二维码相机传感器、激光避障传感器、防碰触边传感器、惯性导航传感器、网络传输装置、供电装置、行走驱动装置、状态提示装置，所述供电装置包括电池、充电刷版、开关电源、接触器等组成，所述行走驱动装置包括四轮独立转向平台、伺服电机、编码器、电机驱动器、减速器等组成，所述网络传输装置包括交换机、无线AP，所述状态提示装置包括显示屏、声光一体警示灯、状态控制按钮等组成。
[0004]上述温室红花机器人二维码导航控制系统，所述嵌入式控制器用于读取各传感器、电器件状态，并控制各执行部件动作以实现红花采摘机器人自主导航运输、自主充电、自主避障等；所述二维码相机共两个，分别用于读取地面和红花盆架上二维码坐标信息；所述激光避障传感器和防碰触边传感器用于感知车体周围障碍物信息；所述惯性导航传感器用于无地面二维码信息时监测车体运行姿态；所述网络传输装置用于机械臂控制器、嵌入式控制器、调度中心之间数据交互；所述行走驱动装置用于红花机器人直行、转向，所述状态提示装置用于车体报警、运行状态、作业参数等信息实时显示。
[0005]上述温室红花机器人二维码导航控制系统，所述嵌入式控制器、电机驱动器、网络交换机、电池、开关电源、接触器位于车体内部控制柜中；所述两个二维码相机分别位于车体底部中心和机械臂末端；所述激光避障传感器和防碰触边传感器位于车体前方；所述惯性导航传感器位于车体底部中心；所述充电刷版、声光一体警示灯位于车体后方；所述显示屏、状态控制按钮位于车体前面板。
[0006]根据本技术提供的温室红花机器人二维码导航控制系统，可以在允许范围内根据地面铺设的二维码信息自主导航行走；可以根据用户需要在二维码标记的区域180度左右自旋，车体运动相较于磁导航、色带导航更加灵活；采用二维码与惯性导航相结合的导航方式提高了系统的可靠性与稳定性；可以根据激光避障传感器，防碰触边传感器进行相应的避障、报警提示，以保护AGV车体及路人安全；通过机械臂上的二维码相机确定待采摘
区域和放料区域，提高了准确性；可以通过显示屏、调度系统实时显示红花采摘收集情况；机器人电量不足时可以自主行走至指定充电区域通过充电刷板进行自主充电；此控制系统通过优选采用以太网、CAN总线进行通讯，从而依据以太网、CAN总线的独特特性和优点，大大增强了数据通讯的可靠性、实时性和灵活性。此控制系统为未来智能化红花运输奠定了基础。
附图说明
[0007]图1为温室红花机器人二维码导航控制系统整体示意图。
[0008]图2为温室红花机器人二维码导航控制系统总体框图。
[0009]图3为温室红花机器人二维码导航控制系统导航作业流程图。
[0010]显示屏1、急停按钮2、激光避障传感器3、电控柜4、机械臂二维码相机5、机械臂 6、声光一体警示灯7、充电刷版8、伺服电机9、导航二维码相机10、惯性导航传感器11、电池12、编码器13。
具体实施方式
[0011]本技术所要解决的问题在于，针对现有技术的不足，提出一种温室红花机器人二维码导航控制系统。下面结合附图和实施例，对本技术作进一步详细阐述。
[0012]实施例1：如图1所示，一种温室红花机器人二维码导航控制系统，用于温室红花自动化运输，其特征在于，元器件包括嵌入式控制器、二维码相机传感器10、激光避障传感器 3、防碰触边传感器、惯性导航传感器11、网络传输装置、供电装置、行走驱动装置、状态提示装置，所述供电装置包括电池12、充电刷版8、开关电源、接触器等组成，所述行走驱动装置包括四轮独立转向平台、伺服电机9、编码器13、电机驱动器、减速器等组成，所述网络传输装置包括交换机、无线AP，所述状态提示装置包括显示屏1、声光一体警示灯7、状态控制按钮等组成。
[0013]实施例2：如图1至图2所示，其特征在于，所述嵌入式控制器用于读取各传感器、电器件状态，并控制各执行部件动作以实现红花采摘机器人自主导航运输、自主充电、自主避障等；所述二维码相机共两个，分别用于读取地面和红花盆架上二维码坐标信息；所述激光避障传感器3和防碰触边传感器用于感知车体周围障碍物信息；所述惯性导航传感器11用于无地面二维码信息时监测车体运行姿态；所述网络传输装置用于机械臂控制器、嵌入式控制器、调度中心之间数据交互；所述行走驱动装置用于红花机器人直行、转向。
[0014]实施例3：如图1至图3所示，其特征在于，所述嵌入式控制器、电机驱动器、网络交换机、电池12、开关电源、接触器位于车体内部控制柜4中，所述两个二维码相机分别位于车体底部中心和机械臂末端，所述激光避障传感器3和防碰触边传感器位于车体前方，所述惯性导航传感器11位于车体底部中心，所述充电刷版8、声光一体警示灯7位于车体后方，所述显示屏1、状态控制按钮位于车体前面板。
[0015]具体实施步骤如下：
[0016]步骤1：机器人开机后进入初始化状态、检测各电器件通讯、数据是否正常、电池12电量是否满足需求，准备就绪后等待调度派发任务；嵌入式控制器通过网络传输装置经无线AP传输端读取调度数据，获得目标位置、停车角度、待采摘区域坐标，通过二维码相机10
获得车体当前位置信息，然后计算出车体行走速度、方向、停车位置、停车角度；由于地面铺设的二维码是间隔铺放，车体行进过程中当读到二维码数据时，嵌入式控制器以读到的二维码数据作为当前导航数据，并以读到的二维码数据重新标定惯性导航11和编码器13数据；未读到二维码数据时，嵌入式控制器以读到的惯性导航11数据和编码器13数据的加权值作为当前导航数据；嵌入式控制器根据导航数据，通过4个电机驱动器控制4个伺服电机9转动以驱动机器人直行、转弯、停车；嵌入式控制器在机器人行进过程中实时监测运行状态，当机器人出现脱轨、通讯异常等异常情况会触发报警，并记录和反馈报警信息；机器人到达目标位置后减速停车等待红花采摘作业。
[0017]步骤2：红花采摘完成后，机器人将采摘完的红花运送至指定存放区域存放，红花存放完成后，若无新的调度任务，则机器人回到待采摘区域等待调度任务；若有新的调度采摘任务，则重复上述运动过程；当车体在执行调度任务过程中若电量不足，则终止当前任务，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温室红花机器人二维码导航控制系统，用于温室红花自动化运输，其特征在于，元器件包括嵌入式控制器、二维码相机传感器、激光避障传感器、防碰触边传感器、惯性导航传感器、网络传输装置、供电装置、行走驱动装置、状态提示装置，所述供电装置包括电池、充电刷版、开关电源、接触器，所述行走驱动装置包括四轮独立转向平台、伺服电机、编码器、电机驱动器、减速器，所述网络传输装置包括交换机、无线AP，所述状态提示装置包括显示屏、声光一体警示灯、状态控制按钮。2.根据权利要求1所述的温室红花机器人二维码导航控制系统，其特征在于，所述嵌入式控制器用于读取各传感器、电器件状态，并控制各执行部件动作以实现红花采摘机器人自主导航运输、自主充电、自主避障；所述二维码相机共两个，分别用于读取...

【专利技术属性】
技术研发人员：高国民，郭辉，罗丹，武天伦，董芙楠，路昊，姜运升，
申请(专利权)人：新疆农业大学，
类型：新型
国别省市：