一种农业机器人避障系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种农业机器人避障系统，系统包括：主控器，将采集到的距离信号发送至主控器的测距装置，测距装置安装在机器人上，与主控器相连，测距装置包括：双目相机和工控机，双目相机和工控机相连；将采集到的角度信息发送至主控器的角度采集器，安装在机器人的前轮上，通过通信总线与主控器相连；接收主控器发送的报警信号的避障报警装置，与主控器相连；接收主控器发送的电机驱动信号的电机驱动装置，与主控器相连；电源，为主控器、测距装置、角度采集器、避障报警装置和电机驱动装置相连接进行供电。应用本实用新型专利技术实施例，通过双目相机进行取景，且双目相机具备检测距离大、精度高、障碍物检测识别率高的优点。

A Barrier Avoidance System for Agricultural Robots

The utility model discloses an obstacle avoidance system for agricultural robots, which comprises a master controller, a ranging device which transmits the collected distance signal to the master controller. The ranging device is installed on the robot and connected with the master controller. The ranging device comprises a binocular camera and an industrial computer, a binocular camera and an industrial computer, and an angle acquisition device which transmits the collected angle information to the master controller. The device is installed on the front wheel of the robot and connected with the main controller through the communication bus; the obstacle avoidance alarm device which receives the alarm signal sent by the main controller is connected with the main controller; the motor driving device which receives the motor driving signal sent by the main controller is connected with the main controller; the power supply is connected with the main controller, the distance measuring device, the angle collector, the obstacle avoidance alarm device and the motor driving device. Connect to power supply. The binocular camera has the advantages of large detection distance, high accuracy and high recognition rate of obstacle detection.

【技术实现步骤摘要】
一种农业机器人避障系统
本技术涉及农作所使用的机器人避障设计
，尤其涉及一种农业机器人避障系统。
技术介绍
我国作为一个农业大国，农业生产在中国始终占有重要地位，随着时代的不断进步、农业的生产经营模式不断改变的同时，机械化农业也在不断地得到推广与应用。近些年，农业机器人无人驾驶技术得到了大力的发展，其避障功能保证了农业机器人在作业过程中行进方向的自行调节，避免发生碰撞、碰擦，是农业机器人的重要组成部分。目前，国内大部分农业机器人均采用红外、超声波等传感器作为距离传感器，但利用以上传感器进行障碍物检查时，存在检测距离受限，精度不高，容易出现误检和漏检等问题。例如申请号为201720495293.4的中国技术专利申请，公开了一种基于DSP的智能小车避障系统的设计，系统由DSP芯片、多路转换器、超声波传感器模块、按钮、外扩存储器和智能小车组成，其中DSP芯片是系统的核心，其利用引脚上的按键控制小车的启动与停止，利用多路转换器控制4路超声波传感器轮流检测障碍物，同时利用电路驱动电路实现对小车运动方向的控制，从而达到有效避障的目的。该系统虽然能进行避障，但是其利用的是超声波传感器，灵敏度太低，适用范围小，感应距离短。又如申请号为201320004971.4的中国技术专利申请，公开了一种基于多传感器信息融合的山地农业机器人避障系统，主要包括视觉传感器模块、超声波传感器模块、红外传感器模块、数据融合模块和控制模块。各传感器模块的DSP处理器将各自采集的周围环境障碍物信息进行处理；数据融合模块的DSP处理器接收各个传感器模块处理后的障碍物信息并按特定的融合规则对其进行融合，融合后的数据传输给控制模块的ARM处理器；该ARM处理器进行行为决策和控制，通过控制执行器完成山地农业机器人避障。该系统虽然加入了视觉信息，但是其采用的只是CCD摄像机，不能获取物体的三维相机，对障碍物的检测识别率不够高。本技术基于上述分析，旨在开发出一套检测距离大、精度高、障碍物检测识别率高的避障系统。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提供一种农业机器人避障系统，旨在通过ZDE双目相机进行取景，且ZDE双目相机具备检测距离大、精度高、障碍物检测识别率高的优点。具体技术方案如下：为达到上述目的，本技术实施例提供了一种农业机器人避障系统，所述系统包括：主控器，将采集到的距离信号发送至所述主控器的测距装置，所述测距装置安装在机器人上，与所述主控器相连，所述测距装置包括：ZED双目相机和工控机，所述ZED双目相机和所述工控机相连；将采集到的角度信息发送至所述主控器的角度采集器，安装在所述机器人的前轮上，通过通信总线与所述主控器相连；接收所述主控器发送的报警信号的避障报警装置，与所述主控器相连；接收所述主控器发送的电机驱动信号的电机驱动装置，与所述主控器相连；电源，为所述主控器、所述测距装置、所述角度采集器、所述避障报警装置和所述电机驱动装置相连接进行供电。本技术的一种实现方式中，还包括：检测电路，所述检测电路与所述测距装置和所述主控器相连，且所述检测电路安装在所述机器人的腿部或者脚部；所述检测电路，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、红外传感器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一工作电压、第二工作电压、第三工作电压；所述第一工作电压通过所述第一电阻与所述红外传感器的第一输入端相连，所述红外传感器的第二输入端与所述第一三极管的集电极相连；所述红外传感器的第一输出端通过所述第二电阻与所述第二工作电压V相连，且所述红外传感器的第一输出端与所述第三电阻的一端相连，所述第三电阻的另一端、所述第一电容的一端、以及所述主控器相连；所述第一三极管的发射极与所述第四电阻的一端、所述第二电容的一端、所述第五电阻的一端相连，所述第四电阻的另一端、所述第二电容的另一端与所述第二三极管的基极相连，所述第二三极管的集电极与所述第一三极管的基极、所述第六电阻的一端相连，所述第六电阻的另一端与所述第七电阻的一端、所述第三三极管的集电极相连，所述第三三极管的基极通过所述第八电阻电阻、所述第三电容与所述主控器相连；所述第三三极管的基极通过所述第九电阻与所述第三三极管的发射极、第三工作电压V相连；所述第三三极管的发射极通过所述第四电容接地；所述第七电阻的另一端、所述红外传感器的第二输出端、所述第一电容的另一端、所述第五电阻的另一端、所述第二三极管的发射极接地；其中，所述主控器的型号为STM32F103ZET6。本技术的一种实现方式中，所述电机驱动装置包括：电机驱动芯片、第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管、第四发光二极管、第十电阻、第十一电阻；所述电机驱动芯片的第一输出端与所述第十电阻的一端相连，所述第十电阻的另一端与所述第一发光二极管的阳极、所述第二发光二极管的阴极相连，所述电机驱动芯片的第二输出端与所述第一发光二极管的阴极、所述第二发光二极管的阳极相连，所述电机驱动芯片的第一输出端和第二输出端与第一电机相连；所述电机驱动芯片的第三输出端与所述第十一电阻的一端相连，所述第十一电阻的另一端与所述第三发光二极管的阳极、所述第四发光二极管的阴极相连，所述电机驱动芯片的第四输出端与所述第三发光二极管的阴极、所述第四发光二极管的阳极相连，所述电机驱动芯片的第三输出端和第四输出端与第二电机相连。本技术的一种实现方式中，所述电机驱动装置还包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管；所述电机驱动芯片的第一输出端与所述第一二极管的阳极和所述第五二极管的阴极相连，所述电机驱动芯片的第二输出端与所述第二二极管的阳极和所述第六二极管的阴极相连，所述电机驱动芯片的第三输出端与所述第三二极管的阳极和所述第七二极管的阴极相连；所述电机驱动芯片的第四输出端与所述第四二极管的阳极和所述第八二极管的阴极相连；所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管、所述第四二极管的阴极连接工作电压，所述第五二极管、所述第六二极管、所述第七二极管、所述第八二极管的阳极接地。本技术的一种实现方式中，所述测距装置还包括：红外测距装置；或者；超声波测距装置。本技术的一种实现方式中，所述避障报警装置包括报警电路，所述报警电路包括：第十二电阻、第十三电阻、二极管、第四三极管、第五发光二极管、扬声器；通过所述第十二电阻与所述二极管的阴极相连，所述二极管的阳极与所述第四三极管的基极相连，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极与所述第五发光二极管阴极相连，所述第五发光二极管阳极通过第十三电阻与所述工作电压相连，所述扬声器连接在所述第四三极管的集电极、所述工作电压之间。应用本技术提供的一种农业机器人避障系统，实现：1、通过ZDE双目相机进行取景，且ZDE双目相机具备检测距离大、精度高、障碍物检测识别率高的优点；2、通过检测电路能够实现发现路况，避免跌落；3、将农业机器人同一侧的两个电机接L298N模块的一个通道，通过主控器控制智能小车的左转、右转、前进和后退，快速实现农业机器人的运动；4、D1-D8这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农业机器人避障系统，其特征在于，所述系统包括：主控器，将采集到的距离信号发送至所述主控器的测距装置，所述测距装置安装在机器人上，与所述主控器相连，所述测距装置包括：ZED双目相机和工控机，所述ZED双目相机和所述工控机相连；将采集到的角度信息发送至所述主控器的角度采集器，安装在所述机器人的前轮上，通过通信总线与所述主控器相连；接收所述主控器发送的报警信号的避障报警装置，与所述主控器相连；接收所述主控器发送的电机驱动信号的电机驱动装置，与所述主控器相连；电源，为所述主控器、所述测距装置、所述角度采集器、所述避障报警装置和所述电机驱动装置相连接进行供电。

【技术特征摘要】
1.一种农业机器人避障系统，其特征在于，所述系统包括：主控器，将采集到的距离信号发送至所述主控器的测距装置，所述测距装置安装在机器人上，与所述主控器相连，所述测距装置包括：ZED双目相机和工控机，所述ZED双目相机和所述工控机相连；将采集到的角度信息发送至所述主控器的角度采集器，安装在所述机器人的前轮上，通过通信总线与所述主控器相连；接收所述主控器发送的报警信号的避障报警装置，与所述主控器相连；接收所述主控器发送的电机驱动信号的电机驱动装置，与所述主控器相连；电源，为所述主控器、所述测距装置、所述角度采集器、所述避障报警装置和所述电机驱动装置相连接进行供电。2.根据权利要求1所述的一种农业机器人避障系统，其特征在于，还包括：检测电路，所述检测电路与所述测距装置和所述主控器相连，且所述检测电路安装在所述机器人的腿部或者脚部；所述检测电路，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、红外传感器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一工作电压、第二工作电压、第三工作电压；所述第一工作电压通过所述第一电阻与所述红外传感器的第一输入端相连，所述红外传感器的第二输入端与所述第一三极管的集电极相连；所述红外传感器的第一输出端通过所述第二电阻与所述第二工作电压相连，且所述红外传感器的第一输出端与所述第三电阻的一端相连，所述第三电阻的另一端、所述第一电容的一端、以及所述主控器相连；所述第一三极管的发射极与所述第四电阻的一端、所述第二电容的一端、所述第五电阻的一端相连，所述第四电阻的另一端、所述第二电容的另一端与所述第二三极管的基极相连，所述第二三极管的集电极与所述第一三极管的基极、所述第六电阻的一端相连，所述第六电阻的另一端与所述第七电阻的一端、所述第三三极管的集电极相连，所述第三三极管的基极通过所述第八电阻电阻、所述第三电容与所述主控器相连；所述第三三极管的基极通过所述第九电阻与所述第三三极管的发射极、第三工作电压相连；所述第三三极管的发射极通过所述第四电容接地；所述第七电阻的另一端、所述红外传感器的第二输出端、所述第一电容的另一端、所述第五电阻的另一端、所述第二三极管的发射极接地；其中，所述主控器的型号为STM32F103ZET6。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪鹞，廖娟，朱德泉，尹俊楠，刘路，张顺，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34