一种基于手脚协同的柚子采摘优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于手脚协同的柚子采摘优化方法，包括：根据目标柚子位置以及机械臂末端执行器当前位置生成初始轨迹；沿初始轨迹运动，并实时检测路径障碍物；基于障碍物物理特性动态选择机械臂与底盘协同完成的刚性避障策略或机械臂与底盘协同完成的柔性穿透策略；循环执行检测与策略选择直至到达目标位置阈值范围。本发明专利技术可优化计算资源利用，增强动态环境适应能力，强化协同控制性能，提升作业效率，延长设备使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农业机械智能化领域，尤其涉及一种基于手脚协同的柚子采摘优化方法及系统。

技术介绍

1、现有技术中传统柚子采摘机器人普遍采用固定路径规划与单一避障策略，存在以下技术局限：现有方法依赖预设障碍物数据库，难以应对果园中动态变化的枝叶摆动、飞虫干扰等非结构化障碍。面对柔性障碍物时仍采用机械绕行策略，导致路径冗长、作业效率低下；传统机械臂与移动平台采用分离控制架构，动态避障过程中易产生运动干涉，穿透柔性障碍时缺乏振动抑制机制，导致末端执行器位姿失稳；复杂环境下的实时三维路径规划需消耗大量计算资源，频繁路径重规划易引发系统延迟，导致采摘失败率升高，亟待改进。

技术实现思路

1、为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出一种基于手脚协同的柚子采摘优化方法，包括：

2、s1、根据目标柚子位置以及机械臂末端执行器当前位置生成初始轨迹；

3、s2、沿初始轨迹运动，并实时检测路径障碍物；

4、s3、基于障碍物物理特性动态选择机械臂与底盘协同完成的刚性避障策略或机械臂与底盘协同完本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于手脚协同的柚子采摘优化方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的柚子采摘优化方法，其特征在于，刚性避障策略具体包括：当检测到刚性障碍物时，退出初始轨迹；重新生成避障轨迹；调整机械臂关节空间参数与底盘位移矢量以适应避障轨迹。

3.如权利要求2所述的柚子采摘优化方法，其特征在于，调整机械臂关节空间参数具体包括：基于避障轨迹的几何特征，逆向解算机械臂各关节目标位形，通过关节角度闭环控制实现末端位姿与避障轨迹的空间匹配。同步解耦机械臂冗余自由度，建立关节运动优先级约束，以避免奇异位形导致的运动失控。

4.如权利要求3所述的柚子采摘优化方法，其...

【技术特征摘要】

1.一种基于手脚协同的柚子采摘优化方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的柚子采摘优化方法，其特征在于，刚性避障策略具体包括：当检测到刚性障碍物时，退出初始轨迹；重新生成避障轨迹；调整机械臂关节空间参数与底盘位移矢量以适应避障轨迹。

3.如权利要求2所述的柚子采摘优化方法，其特征在于，调整机械臂关节空间参数具体包括：基于避障轨迹的几何特征，逆向解算机械臂各关节目标位形，通过关节角度闭环控制实现末端位姿与避障轨迹的空间匹配。同步解耦机械臂冗余自由度，建立关节运动优先级约束，以避免奇异位形导致的运动失控。

4.如权利要求3所述的柚子采摘优化方法，其特征在于，调整底盘位移矢量具体包括：根据避障轨迹的空间偏移量解算底盘横向补偿位移，建立底盘运动矢量与机械臂末端轨迹的几何投影关系，通过底盘轮速差动控制实现横向滑移补偿，以保持机械臂工作空间与目标柚子的相对位姿不变。

5.如权利要求4所述的柚子采摘优化方法，其特征在于，在调整机械臂关节空间参数与底盘位移矢量时，还需在运动学框架内验证机械臂关节参数与底盘位移矢量的动态匹配性，通过末端执行器实际轨迹与规划轨迹的偏差反馈，迭代优化关节加速度曲线与底盘速度剖面，确保绕行过程无运动干涉。

6.如权利要求1所述的柚子采摘优化方法，其特征在于，柔性穿透策...

【专利技术属性】
技术研发人员：周星星，奥迪，赵俊宏，
申请(专利权)人：广东省农业科学院设施农业研究所，
类型：发明
国别省市：