一种精准喷药机器人控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种精准喷药机器人控制系统及系统。图像识别模块获取目标植株的位置信息；定位模块获取精准喷药机器人的位置信息；控制器模块根据目标植株的位置信息和精准喷药机器人的位置信息控制机械臂控制模块和自走模块执行指定动作，执行完成后，机械臂控制模块将机械臂控制模块执行结束状态信息与机械臂控制模块当前位置状态信息发送至控制器模块，自走模块将自走模块执行结束状态信息与自走模块当前位置状态信息发送至控制器模块；控制器模块还接收各模块的信息，并将各模块的信息存入分布式协作数据库模块，对各模块发生控制命令使各模块协调工作。本发明专利技术能够将各独立模块协调运作起来，准确地识别目标植物、自主规划行走路线和规避障碍。

【技术实现步骤摘要】
一种精准喷药机器人控制系统及控制方法
本专利技术涉及喷药机器人控制领域，特别是涉及一种精准喷药机器人控制系统及控制方法。
技术介绍
植物质地柔软且形状各异，机械化收获的难度较大。控制系统作为喷药机器人的核心，对作业效率有着决定性的影响。现有技术可以对控制系统中的每个模块进行独立控制工作，但是让每个独立模块协调运作起来，是不能实现的，因此，如何让每个独立模块协调运作起来是当前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种精准喷药机器人控制系统及控制方法，能够将各独立模块协调运作起来，进而更加准确地识别目标植物，自主规划行走路线和规避障碍。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种精准喷药机器人控制系统，包括：图像识别模块、定位模块、机械臂控制模块、自走模块、分布式协作数据库模块和控制器模块；所述图像识别模块用于获取目标植株的位置信息，获取完成后，将所述目标植株的位置信息以及当前图像识别模块的状态发送至所述控制器模块；所述定位模块用于获取精准喷药机器人的位置信息，获取完成后，将精准喷药机器人的位置信息以及当前定位模块执行状态发送至所述控制器模块；所述控制器模块用于根据所述目标植株的位置信息和所述精准喷药机器人的位置信息控制所述机械臂控制模块执行指定动作，执行完成后，所述机械臂控制模块将机械臂控制模块执行结束状态信息与机械臂控制模块当前位置状态信息发送至所述控制器模块；所述控制器模块还用于根据所述目标植株的位置信息和所述精准喷药机器人的位置信息控制所述自走模块执行指定动作，执行完成后，所述自走模块将自走模块执行结束状态信息与自走模块当前位置状态信息发送至所述控制器模块；所述控制器模块还用于接收各模块的信息，并将各模块的信息存入分布式协作数据库模块，对各模块发生控制命令使各模块协调工作。可选地，所述精准喷药机器人控制系统还包括增强版706外围电路模块，所述增强版706外围电路模块用于接入外部设备至所述控制器模块，所述外部设备与所述控制器模块通过外围电路进行信息交互，辅助所述控制器模块进行各模块的控制。可选地，所述图像识别模块具体包括尼康COOLPIXP60型相机和天创UB570型图像采集卡，尼康COOLPIXP60型相机具有800万像素，用于拍摄获得JPEG格式的图像，经过天创UB570型图像采集卡转换为数字信号。可选地，所述机械臂控制模块包括5个自由度的关节型机械手和多轴运动控制卡，所述5个自由度的关节型机械手的末端执行器的植物接触部位附着橡胶材料，采用电极切割的方式摘取；所述多轴运动控制卡包括PC110型工业计算机与P22－3型多轴运动控制卡，所述多轴运动控制卡采用开放式的分层控制。可选地，所述自走模块具体为基于履带式的制动模块，所述自走模块通过液压阀驱动履带实现精准喷药机器人的转向。可选地，所述控制器模块具体为PC110型工业计算机的TMS320型芯片。可选地，所述增强版706外围电路模块具体包括复位电路、接口电路和调理电路，各电路通过RS232串口协议与所述控制器模块连接。一种精准喷药机器人控制方法，包括：获取图像识别模块的状态信息；根据所述图像识别模块的状态信息，执行目标识别操作，得到目标植物位置信息；根据所述目标植物位置信息，计算所述5个自由度的关节型机械手应当延展的距离；判断所述5个自由度的关节型机械手应当延展的距离是否大于所述5个自由度的关节型机械手的展臂范围；若是，将控制器模块自身位置信息和所述目标植物位置信息之间的中间位置设为目标位置信息，并发送所述目标位置信息的方向移动指令至自走模块和定位模块；通过自走模块和定位模块，根据所述目标位置信息对精准喷药机器人进行移动操作，直至移动到目标位置；通过机械臂控制模块延展机械臂，对目标植物进行喷药操作；若否，直接通过机械臂控制模块延展机械臂，对目标植物进行喷药操作。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术通过图像识别模块获取目标植株的位置信息；定位模块获取精准喷药机器人的位置信息；控制器模块根据目标植株的位置信息和精准喷药机器人的位置信息控制机械臂控制模块和自走模块执行指定动作，执行完成后，机械臂控制模块将机械臂控制模块执行结束状态信息与机械臂控制模块当前位置状态信息发送至控制器模块，自走模块将自走模块执行结束状态信息与自走模块当前位置状态信息发送至控制器模块；控制器模块还接收各模块的信息，并将各模块的信息存入分布式协作数据库模块，对各模块发生控制命令使各模块协调工作，本专利技术的精准喷药机器人控制系统能够实现能够将各独立模块协调运作起来，准确地识别目标植物、自主规划行走路线和规避障碍。附图说明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。图1为本专利技术精准喷药机器人控制系统结构组成图；图2为本专利技术精准喷药机器人控制方法流程图。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅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。本专利技术的目的是提供一种精准喷药机器人控制系统及控制方法，能够将各独立模块协调运作起来，进而更加准确地识别目标植物，自主规划行走路线和规避障碍。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。分布式协作是集体竞技项目，对运动员的目标锁定和路线规划能力要求较高。分布式协作的决策原理首先是确定一个明确的目标，其次让结点间工作具有明确的运作流程，并具有处理结点间可能发生的冲突的能力，能协调各结点的操作。将分布式协作的决策原理引入到喷药机器人上，可以改善机器人的控制性能。为此，基于分布式协作的决策原理，研制了植物喷药机器人的控制系统，可以准确地识别目标植物，还能够自主规划行走路线和规避障碍，具有很高的智能化水平。如图1所示，一种精准喷药机器人控制系统包括：图像识别模块1、定位模块2、机械臂控制模块3、自走模块4、分布式协作数据库模块5和控制器模块6。图像识别模块1用于获取目标植株的位置信息，获取完成后，将目标植株的位置信息以及当前图像识别模块1的状态发送至控制器模块6。定位模块2用于获取精准喷药机器人的位置信息，获取完成后，将精准喷药机器人的位置信息以及当前定位模块2执行状态发送至控制器模块6。控制器模块6用于根据目标植株的位置信息和精准喷药机器人的位置信息控制机械臂控制模块3执行指定动作，执行完成后，机械臂控制模块3将机械臂控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精准喷药机器人控制系统，其特征在于，包括：图像识别模块、定位模块、机械臂控制模块、自走模块、分布式协作数据库模块和控制器模块；/n所述图像识别模块用于获取目标植株的位置信息，获取完成后，将所述目标植株的位置信息以及当前图像识别模块的状态发送至所述控制器模块；/n所述定位模块用于获取精准喷药机器人的位置信息，获取完成后，将精准喷药机器人的位置信息以及当前定位模块执行状态发送至所述控制器模块；/n所述控制器模块用于根据所述目标植株的位置信息和所述精准喷药机器人的位置信息控制所述机械臂控制模块执行指定动作，执行完成后，所述机械臂控制模块将机械臂控制模块执行结束状态信息与机械臂控制模块当前位置状态信息发送至所述控制器模块；/n所述控制器模块还用于根据所述目标植株的位置信息和所述精准喷药机器人的位置信息控制所述自走模块执行指定动作，执行完成后，所述自走模块将自走模块执行结束状态信息与自走模块当前位置状态信息发送至所述控制器模块；/n所述控制器模块还用于接收各模块的信息，并将各模块的信息存入分布式协作数据库模块，对各模块发生控制命令使各模块协调工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种精准喷药机器人控制系统，其特征在于，包括：图像识别模块、定位模块、机械臂控制模块、自走模块、分布式协作数据库模块和控制器模块；
所述图像识别模块用于获取目标植株的位置信息，获取完成后，将所述目标植株的位置信息以及当前图像识别模块的状态发送至所述控制器模块；
所述定位模块用于获取精准喷药机器人的位置信息，获取完成后，将精准喷药机器人的位置信息以及当前定位模块执行状态发送至所述控制器模块；
所述控制器模块用于根据所述目标植株的位置信息和所述精准喷药机器人的位置信息控制所述机械臂控制模块执行指定动作，执行完成后，所述机械臂控制模块将机械臂控制模块执行结束状态信息与机械臂控制模块当前位置状态信息发送至所述控制器模块；
所述控制器模块还用于根据所述目标植株的位置信息和所述精准喷药机器人的位置信息控制所述自走模块执行指定动作，执行完成后，所述自走模块将自走模块执行结束状态信息与自走模块当前位置状态信息发送至所述控制器模块；
所述控制器模块还用于接收各模块的信息，并将各模块的信息存入分布式协作数据库模块，对各模块发生控制命令使各模块协调工作。


2.根据权利要求1所述的精准喷药机器人控制系统，其特征在于，所述精准喷药机器人控制系统还包括增强版706外围电路模块，所述增强版706外围电路模块用于接入外部设备至所述控制器模块，所述外部设备与所述控制器模块通过外围电路进行信息交互，辅助所述控制器模块进行各模块的控制。


3.根据权利要求1所述的精准喷药机器人控制系统，其特征在于，所述图像识别模块具体包括尼康COOLPIXP60型相机和天创UB570型图像采集卡，尼康COOLPIXP60型相机具有800万像素，用于拍摄获得JPEG格式的图像，经过天创UB570型图像采集卡转换为数字信号。


4.根据权利要求1所述的精准喷药机...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江，杨霄，朱琦，张海，尹涛，刘洋，陈圣琪，陈阳，王求真，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43