笼养鸡舍内巡检平台及巡检方法技术

本发明专利技术公开了一种笼养鸡舍内巡检平台及巡检方法，所述巡检平台包括可移动平台、底层控制单元、与底层控制单元连接的驱动机构、传感器装置、标签检测单元、远程监控机构；所述可移动平台搭载有传感器装置、标签检测单元和底层控制单元，所述可移动平台与驱动机构、远程监控机构连接。本发明专利技术基于底层控制单元，利用巡检平台的内外传感器，实现了在笼养鸡舍内复杂环境中较高精度的定位功能；同时，利用标签检测单元进行位置纠偏，进一步提高了定位的准确性，从而解决了笼养鸡舍巡检过程中定位易失效以及定位设备成本高的技术问题。效以及定位设备成本高的技术问题。效以及定位设备成本高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
笼养鸡舍内巡检平台及巡检方法


[0001]本专利技术涉及一种笼养鸡舍内巡检平台及巡检方法，属于家禽养殖装备自动化


技术介绍

[0002]中国是农业大国，规模化笼养家禽养殖技术和舍内农用技术装备的快速发展催生了舍内自主移动机器人的诞生，其中承担舍内巡检功能的移动机器人的发展较为迅猛。
[0003]舍内巡检机器人以其行动灵活、对环境适应性强、可替代人工巡检方式，具有获取舍内全环境分布式信息和某一特殊位置的具体信息的能力，目前集约式家禽舍内笼养禽舍巡检机器人在实际运用中面临着较多问题，例如：
[0004]1、舍内移动机器人的定位问题，例如：采用GPS定位方法将由于GPS信号阻隔的影响无法实现在舍内实现精确定位；采用同步定位与建图(SLAM)方法中的定位方法，依靠高精度的外部传感器对舍内环境进行先建图、再定位、后路径规划的模式，成本较高且搭建这样一套系统较为复杂且技术壁垒较多，受限于环境因素影响采用激光雷达或视觉传感器进行建图，均会产生不可忽视的建图误差，不适用于面积广大的鸡舍巡检作业。
[0005]2、舍内移动机器人巡检路径规划问题，由于鸡舍环境大多较为固定，因此移动车的巡检路径通常也是固定的，且鸡舍面积较大，这意味着巡检过程中的路径规划问题不同于其他搜寻最优路径问题，例如：粒子群算法、遗传算法、人工神经网络法等，目前针对鸡舍环境的路径规划面临着一些实际控制算法问题。
[0006]3、巡检作业中数据的上传与远程调度问题，以采集鸡舍内分布式信息为主要目的的巡检车，需要将巡检过程中采集的数据通过可靠的无线链路传输至远程监控主机，例如：通过云端服务器将数据上传以及从云端服务器获取指令对鸡舍某一处静态固定位置信息的获取和控制是可行且优选的，但是面对位置实时产生变化的巡检机器人的数据收发将面临着网络波动、数据丢包等问题，造成例如位姿的无法精确反馈，指令无法在某一处准确执行，这将造成较为严重的后果；采用蓝牙或WLAN的形式无法覆盖较大型的规模化养殖场的数据收发，因此均存在一定局限性。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供了一种笼养鸡舍内巡检平台及巡检方法，其基于底层控制单元，利用巡检平台的内外传感器，实现了在笼养鸡舍内复杂环境中较高精度的定位功能；同时，利用标签检测单元进行位置纠偏，进一步提高了定位的准确性，从而解决了笼养鸡舍巡检过程中定位易失效以及定位设备成本高的技术问题。
[0008]本专利技术的第一个目的在于提供一种笼养鸡舍内巡检平台。
[0009]本专利技术的第二个目的在于提供一种巡检方法。
[0010]本专利技术的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0011]一种笼养鸡舍内巡检平台，所述巡检平台包括可移动平台、底层控制单元、与底层
控制单元连接的驱动机构、传感器装置、标签检测单元、远程监控机构；
[0012]所述驱动机构，用于获取可移动平台的里程信息；
[0013]所述传感器装置，用于获取可移动平台的姿态信息；
[0014]所述标签检测单元，用于检测标签卡的位置信息，多张所述标签卡设置在目标笼养鸡舍内的巡检路径上；
[0015]所述底层控制单元，用于根据航迹推算法，对所述里程信息和所述姿态信息进行处理，得到可移动平台的预测位置坐标，并根据标签卡的位置信息，对所述预测位置坐标进行位置纠偏；
[0016]所述可移动平台搭载有传感器装置、标签检测单元和底层控制单元，所述可移动平台与驱动机构、远程监控机构连接。
[0017]进一步的，所述传感器装置包括超声波传感器和姿态传感器；
[0018]所述超声波传感器为多路，多路超声波传感器与底层控制单元连接，并以多边形的排列方式设置在可移动平台的周围；
[0019]所述姿态传感器与底层控制单元连接。
[0020]进一步的，所述超声波传感器分为六路，包括两路朝向正斜方向的超声波传感器；
[0021]所述底层控制单元，还用于根据朝向正斜方向的超声波传感器的回传距离数据，采用障碍物避障控制器的闭环控制，确保可移动平台在巡检过程中不触碰障碍。
[0022]进一步的，所述底层控制单元，还用于基于可移动平台的预测位置坐标，采用横向偏差控制器的闭环控制，确保可移动平台在巡检过程中以不偏离预设路线的方式行驶。
[0023]进一步的，所述驱动机构包括带有增量式编码器的电机；
[0024]所述电机为至少两个，两个所述电机分别与位于可移动平台两侧的移动部件连接；
[0025]所述底层控制单元通过CAN总线与两个所述电机的电驱控制器连接；
[0026]同一个电机中，增量式编码器与电驱控制器连接。
[0027]进一步的，所述巡检平台还包括安全触边，所述安全触边包括安全触点和感应信号带，所述安全触点设置在可移动平台四周的表面，所述感应信号带隔着柔性带状物将设置有安全触点的可移动平台表面包裹起来，所述安全触点与底层控制单元连接。
[0028]进一步的，所述远程监控机构包括远距离无线数据链系统、摄像模块、电量检测模块、环境检测模块和远程监控主机，所述远距离无线数据链系统包括车载端和地面站；
[0029]所述摄像模块、电量检测模块、环境检测模块、车载端设置在可移动平台上，所述电量检测模块与底层控制单元连接，所述摄像模块、环境检测模块、底层控制单元与车载端连接，所述车载端与地面站进行交互，所述地面站与远程监控主机连接。
[0030]本专利技术的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0031]一种巡检方法，所述方法包括：
[0032]在目标笼养鸡舍内，投入多台笼养鸡舍内巡检平台，所述巡检平台包括可移动平台，所述可移动平台为巡检平台搭载巡检设备的移动载体；
[0033]通过每个底层控制单元，以预先规划好的巡检路径控制对应的巡检平台进行巡检，从而完成目标笼养鸡舍内的巡检作业；
[0034]在所述以预先规划好的巡检路径控制对应的巡检平台进行巡检的过程中，还包
括：
[0035]以轮询的形式获取多路超声波传感器的回传距离数据；
[0036]利用多路超声波传感器所形成的滚动检测窗口检测障碍物，并通过建立滑动窗口和采取滑动中值滤波算法对多路超声波传感器的回传距离数据进行处理，以消除周期性干扰和锯齿型扰动；
[0037]多路超声波传感器以多边形的排列方式设置在可移动平台的周围。
[0038]进一步的，所述超声波传感器为六路，六路超声波传感器分别朝向正前方、正斜左、正斜右、正后方、后斜左、后斜右；
[0039]所述利用多路超声波传感器所形成的滚动检测窗口检测障碍物，具体包括：
[0040]根据六路超声波传感器的各自摆放朝向，以可移动平台的几何中心作为中心点，设置一个以每路超声波传感器预设测距范围的末端点之间的连线所构成的六边形作为滚动检测窗口，以检测障碍物。
[0041]进一步的，通过建立滑动窗口对多路超声波传感器的回传距离数据进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种笼养鸡舍内巡检平台，其特征在于，所述巡检平台包括可移动平台、底层控制单元、与底层控制单元连接的驱动机构、传感器装置、标签检测单元、远程监控机构；所述驱动机构，用于获取可移动平台的里程信息；所述传感器装置，用于获取可移动平台的姿态信息；所述标签检测单元，用于检测标签卡的位置信息，多张所述标签卡设置在目标笼养鸡舍内的巡检路径上；所述底层控制单元，用于根据航迹推算法，对所述里程信息和所述姿态信息进行处理，得到可移动平台的预测位置坐标，并根据标签卡的位置信息，对所述预测位置坐标进行位置纠偏；所述可移动平台搭载有传感器装置、标签检测单元和底层控制单元，所述可移动平台与驱动机构、远程监控机构连接。2.根据权利要求1所述笼养鸡舍内巡检平台，其特征在于，所述传感器装置包括超声波传感器和姿态传感器；所述超声波传感器为多路，多路超声波传感器与底层控制单元连接，并以多边形的排列方式设置在可移动平台的周围；所述姿态传感器与底层控制单元连接。3.根据权利要求2所述笼养鸡舍内巡检平台，其特征在于，所述超声波传感器分为六路，包括两路朝向正斜方向的超声波传感器；所述底层控制单元，还用于根据朝向正斜方向的超声波传感器的回传距离数据，采用障碍物避障控制器的闭环控制，确保可移动平台在巡检过程中不触碰障碍。4.根据权利要求2所述笼养鸡舍内巡检平台，其特征在于，所述底层控制单元，还用于基于可移动平台的预测位置坐标，采用横向偏差控制器的闭环控制，确保可移动平台在巡检过程中以不偏离预设路线的方式行驶。5.根据权利要求1所述笼养鸡舍内巡检平台，其特征在于，所述驱动机构包括带有增量式编码器的电机；所述电机为至少两个，两个所述电机分别与位于可移动平台两侧的移动部件连接；所述底层控制单元通过CAN总线与两个所述电机的电驱控制器连接；同一个电机中，增量式编码器与电驱控制器连接。6.根据权利要求1
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5任一项所述笼养鸡舍内巡检平台，其特征在于，所述巡检平台还包括安全触边，所述安全触边包括安全触点和感应信号带，所述安全触点设置在可移动平台四周的表面，所述感应信号带隔着柔性带状物将设置有安全触点的可移动平台表面包裹起来，所述安全触点与底层控制单元连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张铁民，李看，蒋佳城，杨奇炼，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：