一种农用机器人运动控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种农用机器人运动控制方法及系统，涉及控制技术领域，解决的技术问题是常规技术技术中农用机器人运动轨迹评估能力差，采用的技术方案是所述方法为提取农作物数据信息，并评估农作物所在土地特性，引导或者控制机器人运行的轨迹，通过运动轨迹评估方法评估机器人在不同农田行进轨迹特性，进而控制机器人的运动状态，然后将机器人运动的数据信息通过无线通信的方式传递到远程数据中心，通过接收或者发送机器人运动的指令控制农用机器人运动状态。本发明专利技术通过运动轨迹评估方法大大提高了机器人运行轨迹，能够提高机器人在施肥、大田除草、菜田除草、采摘蘑菇、番茄收获、采摘草莓等不同农作物操作过程中的应用能力。摘草莓等不同农作物操作过程中的应用能力。摘草莓等不同农作物操作过程中的应用能力。

【技术实现步骤摘要】
一种农用机器人运动控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及控制
，具体涉及一种农用机器人运动控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着人工智能、计算机技术的发展，机器人在农用、海洋研究、民用以及交通航天探索等领域得到广泛应用。机器人运动控制技术是当前的研究热门之一，四轮机器人的运动控制包括了动力学、控制技术、传感技术等学科领域，涉及到当前最新科学技术的研究成果。
[0003]农业机器人是一种机器，包括种类很多，比如施肥机器人、大田除草机器人、菜田除草机器人、采摘蘑菇机器人、番茄收获机器人、采摘草莓机器人。这些机器人在农业生产中是一种可由不同程序软件控制，以适应各种作业,能感觉并适应作物种类或环境变化，有检测(如视觉等)和演算等人工智能的新一代无人自动操作机械。其运动轨迹是指机器人从开始位置到结束为止所经过的路线组成的动作的空间特征。运动轨迹由运动轨迹方向、运动轨迹形式和运动幅度表示。
[0004]现有技术中的农用机器人运动控制是让机器人按照给定的目标点，规划出路径，在运动过程中，不断感知环境信息的变化，躲避障碍物，到达给定的目标点，完成给定的任务。现有机器人运动技术的主要缺点在于：直线运动方式比较理想化的，柔性运行轨迹比较差，运动轨迹产生较大误差，不易实现准确灵活的运动轨迹控制，转向运动速度慢且转向误差对运动轨迹造成的误差大。

技术实现思路

[0005]针对上述技术的不足，本专利技术公开一种农用机器人运动控制方法及系统，通过运动轨迹评估方法大大提高了机器人运行轨迹，能够提高机器人在施肥、大田除草、菜田除草、采摘蘑菇、番茄收获、采摘草莓等不同农作物操作过程中的应用能力。
[0006]为了实现上述技术效果，本专利技术采用以下技术方案：一种农用机器人运动控制方法，其中所述方法包括：提取农作物数据信息，并评估农作物所在土地特性，引导或者控制机器人运行的轨迹，通过运动轨迹评估方法评估机器人在不同农田行进轨迹特性，进而控制机器人的运动状态，然后将机器人运动的数据信息通过无线通信的方式传递到远程数据中心，通过接收或者发送机器人运动的指令控制农用机器人运动状态。
[0007]作为本专利技术进一步的技术方案，运动轨迹评估方法通过以下方法进行：评估函数记作为，则通过数据表达式表示为：（1）
式（1）中，表示机器人运动轨迹中机器人运动节点灵活性，表示障碍物数据集合影响参数，表示农田平整度，表示机器人的运动方向，表示机器人理想状态下的运行距离，表示机器人的运动速度，表示机器人运动时与速度的角度；作为本专利技术进一步的技术方案，e=5。
[0008]作为本专利技术进一步的技术方案，机器人运动节点灵活性评估方法是通过机器人运动节点轨迹梯度幅值实现，梯度幅值函数记作为：（2）公式（2）中，表示机器人运动节点轨迹梯度函数，表示机器人机体运动轨迹，表示机器人机体运动轨迹方向的梯度分量，表示机器人机体运动轨迹方向的梯度分量, 表示机器人运动节点数，表示 个机器人运动节点中某一个机器人运动节点。
[0009]作为本专利技术进一步的技术方案，机器人运动节点轨迹梯度幅值中梯度幅值矢量函数表示为：（3）式（3）中，表示机器人节点运动轨迹的梯度幅值矢量， 表示机器人节点轨迹幅值。
[0010]作为本专利技术进一步的技术方案，机器人运动轨迹受田地或者土地参数的影响评估时，通过轨迹阈值函数表示，表示式为：（4）式（4）中，表示不同田地或者土地平整性参数影响下，影响机器人运动轨迹的轨迹阈值函数，表示土地平整度，表示机器人遍历田地或者土地的面积，≥5，
表示梯度值，，表示机器人在平底行走距离与实际农田地轨迹差值。
[0011]一种农用机器人运动控制系统，其中包括：控制单元，用于控制机器人的运动状态；导航模块，用于引导或者控制机器人运行的轨迹；通信模块，用于将机器人运动的数据信息传递到远程数据中心；运动轨迹评估模块，用于评估机器人在运动过程中的运动；控制输出模块，用于接收或者发送机器人运动的指令；其中控制单元分别与导航模块、通信模块、运动轨迹评估模块和控制输出模块连接。
[0012]作为本专利技术进一步的技术方案，所述控制单元包括FPGA芯片，所述FPGA芯片为EP4CE6F17C8型号的控制模块。
[0013]作为本专利技术进一步的技术方案，所述导航模块包括微处理器以及与所述微处理器连接的超声波传感器、碰撞传感器、深度摄像头、开关模块、数据存储模块、高度传感器、激光雷达模块和红外避障传感器。
[0014]作为本专利技术进一步的技术方案，所述通信模块为VGA通信模块，并且运动轨迹评估模块设置有评估函数模块和与所述评估函数模块连接的无线通信接口。
[0015]本专利技术有益的积极效果在于：区别于常规技术，本专利技术通过提取农作物数据信息，并评估农作物所在土地特性，引导或者控制机器人运行的轨迹，通过运动轨迹评估方法评估机器人在不同农田行进轨迹特性，进而控制机器人的运动状态，然后将机器人运动的数据信息通过无线通信的方式传递到远程数据中心，通过接收或者发送机器人运动的指令控制农用机器人运动状态。本专利技术通过运动轨迹评估方法大大提高了机器人运行轨迹，能够提高机器人在施肥、大田除草、菜田除草、采摘蘑菇、番茄收获、采摘草莓等不同农作物操作过程中的应用能力。
附图说明
[0016]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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：图1是本专利技术中控制单元的原理示意图；图2是本专利技术中导航模块的原理示意图。
具体实施方式
[0017]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做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。
[0018]实施例（1）方法
一种农用机器人运动控制方法，包括：提取农作物数据信息，并评估农作物所在土地特性，引导或者控制机器人运行的轨迹，通过运动轨迹评估方法评估机器人在不同农田行进轨迹特性，进而控制机器人的运动状态，然后将机器人运动的数据信息通过无线通信的方式传递到远程数据中心，通过接收或者发送机器人运动的指令控制农用机器人运动状态。
[0019]在提取农作物信息时，比如施肥、大田除草、菜田除草、采摘蘑菇、番茄收获、采摘草莓等农作物方式不同，对机器人行走路径设置就不同。提取农作物数据信息时，筛选是哪种农作物即可。
[0020]在上述实施例中，运动轨迹评估方法通过以下方法进行：评估函数记作为，则通过数据表达式表示为：（1）式（1）中，表示机器人运动轨迹中机器人运动节点灵活性，表示障碍物数据集合影响参数，表示农田平整度，表示机器人的运动方向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农用机器人运动控制方法，其特征在于：所述方法包括：提取农作物数据信息，并评估农作物所在土地特性，引导或者控制机器人运行的轨迹，通过运动轨迹评估方法评估机器人在不同农田行进轨迹特性，进而控制机器人的运动状态，然后将机器人运动的数据信息通过无线通信的方式传递到远程数据中心，通过接收或者发送机器人运动的指令控制农用机器人运动状态。2.根据权利要求1所述的一种农用机器人运动控制方法，其特征在于：运动轨迹评估方法通过以下方法进行：评估函数记作为，则通过数据表达式表示为：（1）式（1）中，表示机器人运动轨迹中机器人运动节点灵活性，表示障碍物数据集合影响参数，表示农田平整度，表示机器人的运动方向，表示机器人理想状态下的运行距离，表示机器人的运动速度，表示机器人运动时与速度的角度。3.根据权利要求2所述的一种农用机器人运动控制方法，其特征在于：e=5。4.根据权利要求2所述的一种农用机器人运动控制方法，其特征在于：机器人运动节点灵活性评估方法是通过机器人运动节点轨迹梯度幅值实现，梯度幅值函数记作为：（2）公式（2）中，表示机器人运动节点轨迹梯度函数，表示机器人机体运动轨迹，表示机器人机体运动轨迹方向的梯度分量，表示机器人机体运动轨迹方向的梯度分量, 表示机器人运动节点数，表示个机器人运动节点中某一个机器人运动节点。5.根据权利要求2所述的一种农用机器人运动控制方法，其特征在于：机器人运动节点轨迹梯度幅值中梯度幅值矢量函数表示为：（3）式（3）中，表示机器人节点运动轨迹的梯度幅值矢量，表...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑小碧，
申请(专利权)人：广州市盛望信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：