【技术实现步骤摘要】
一种用于标准化笼养鸡舍的捡死鸡机器人及其方法
[0001]本专利技术属于农业机器人
，涉及一种用于标准化笼养鸡舍的捡死鸡机器人及其方法。
技术介绍
[0002]在肉鸡养殖业中，还有很多亟待解决的问题，据调查，在中国五万只以上的大规模肉鸡养鸡场中，肉鸡的平均死亡率为10％左右，而现在大多数的养鸡场还是在依靠人眼和经验对鸡的状态进行判断，这种操作需要养殖人员经常性地去巡视鸡舍，这不但会使得鸡舍内大量尘埃被吸入工人的身体，造成工人的身体损害，还可能出现遗漏现象。遗漏的死鸡长时间留在鸡舍当中，不但使得鸡舍内气味难闻，还有可能造成病毒的继续扩散，导致更大规模的鸡死亡事件。为了解决以上的问题，急需一种可以识别和捡拾死鸡的装置。
[0003]现有的死鸡捡拾装置存在以下缺陷：
[0004]1.单机械臂的运动路线规划复杂，不利于实施；
[0005]2.单机械臂受到机械手形状的限制，无法很好的同时完成开门与捡拾死鸡的动作；
[0006]3.没有系统支持，系统比较庞杂，不便于开发；
[0007]4.整个捡拾过程中控制流程存在缺陷，未描述如何打开鸡舍门与如何关闭鸡舍门，以及如何捡拾；
[0008]5.所用的电磁导航系统并不能进行实时避障，并且需要铺设电磁行走路线；
[0009]6.捡死鸡设备无法与外界设备进行实时的画面回传以及信息反馈；
[0010]7.没有将死鸡出现的地点进行汇总显示，以便进行死鸡原因分析。
技术实现思路
[0011]针对上述技术问题，本...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于标准化笼养鸡舍的捡死鸡机器人，其特征在于，所述机器人包括移动平台(8)，以及安装在移动平台(8)上的Kinect V2RGBD相机(5)、SICK LMS111单线激光雷达(6)、死鸡装拾篮(3)、左六自由度机械臂(11)、右六自由度机械臂(4)和控制系统；所述控制系统包括左控制板(10)和右控制板(7)；所述SICK LMS111单线激光雷达(6)和Kinect V2 RGBD相机(5)安装在移动平台(8)的前端面上，用于建立二维栅格地图和实现导航；所述左六自由度机械臂(11)和右六自由度机械臂(4)分别安装在移动平台(8)上端面的前部和后部，所述死鸡装拾篮(3)固接在移动平台(8)上端面的中部；左六自由度机械臂(11)与右六自由度机械臂(4)的最大作业臂展相等，最大作业臂展L
max
满足公式1：公式1中，h为层叠鸡笼的总高度，单位为cm；d为单个鸡笼的宽度，单位为cm；所述左六自由度机械臂(11)的末端设有机械夹(12)和左RealSense RGBD相机(13)；所述右RealSense RGBD相机(13)位于机械夹(12)的上方；所述右六自由度机械臂(4)的末端设有五指柔性机械手(2)和右RealSense RGBD相机(1)；所述右RealSense RGBD相机(1)位于五指柔性机械手(2)的上方；所述左控制板(10)和右控制板(7)安装在移动平台(8)的侧端面上，其中，左控制板(10)分别与左六自由度机械臂(11)、机械夹(12)和左RealSense RGBD相机(13)连接，用于接收左RealSense RGBD相机(13)采集的图像数据，识别鸡笼门栓获得门栓的位置信息，根据门栓的位置信息控制左六自由度机械臂(11)和机械夹(12)夹持移动门栓并开启鸡笼门；右控制板(7)分别与右六自由度机械臂(4)、五指柔性机械手(2)和右RealSense RGBD相机(1)连接，用于接收右RealSense RGBD相机(1)采集的数据，识别死鸡获得死鸡的位置信息，根据死鸡的位置信息控制右六自由度机械臂(4)和五指柔性机械手(2)抓取死鸡并放入死鸡装拾篮(3)中；所述控制系统还包括控制面板(9)；所述控制面板(9)分别与左控制板(10)和右控制板(7)连接，接收左控制板(10)和右控制板(7)的控制数据和图像数据，并将信息传输至云服务器的数据库中。2.根据权利要求1所述的用于标准化笼养鸡舍的捡死鸡机器人，其特征在于，所述五指柔性机械手(2)中装有柔性压力传感器，右控制板(7)根据柔性压力传感器检测的数据控制五指柔性机械手(2)的抓取力度。3.一种利用权利要求1
‑
2任一项所述的用于标准化笼养鸡舍的捡死鸡机器人的捡死鸡方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S0、建立门栓识别模型和死鸡识别模型；S1、建立二维栅格地图和巡检；S1.1、数据采集；通过SICK LMS111单线激光雷达(6)采集激光扫描数据，通过Kinect V2 RGBD相机(5)采集RGB图像和Depth图像；由左控制板(7)和右控制板(10)反馈回来的编码器信息构建轮
式里程计信息；获取Kinect V2 RGBD相机(5)以及SICK LMS111单线激光雷达(6)相对于移动平台(8)中点的TF坐标信息；所述TF坐标信息为获取Kinect V2 RGBD相机(5)以及SICK LMS111单线激光雷达(6)相对于移动平台(8)的安装位置；S1.2、建立全局二维栅格地图；采用RTABMAP算法建立全局二维栅格地图；S1.3、巡检；移动平台(8)根据步骤S1.2建立的全局二维栅格地图进行全局路径规划，通过路径规划算法，计算出到达工作起始点的最短路径和能够从该工作起始点开始遍历鸡场内各行鸡舍的最优巡检路径，然后通过公式2和公式3标记最优巡检路径上的各巡检点(x
i
,y
j
)，移动平台(8)按照最优巡检路径遍历各巡检点；平台(8)按照最优巡检路径遍历各巡检点；式中，x0为工作起始点的横坐标，y0为工作起始点的纵坐标，单位为cm；x
z
为标准化笼养鸡舍中首行首列鸡笼前侧外角点的横坐标，y
z
为标准化笼养鸡舍中首行首列鸡笼前侧外角点的横坐标，单位为cm；x1为首行首列鸡笼对应的首个巡检点的横坐标，y1为为首行首列鸡笼对应的首个巡检点的纵坐标，单位为cm；x
i
为一行中第i列鸡笼所对应的第i个巡检点的横坐标，y
j
为第j行鸡笼所对应的巡检点的纵坐标，单位为cm；d为单个鸡笼的宽度，单位为cm；W
robot
为移动平台(8)的宽度，单位为cm；A
L
为左六自由度机械臂(11)和右六自由度机械臂(4)靠近基座的第一个关节长度，单位为cm；W0为一行鸡笼的长度，单位为cm；W
chick
为单行鸡笼的宽度，单位为cm；e为相邻的两组鸡笼之间的距离，单位为cm；n为鸡笼行数；S2、死鸡识别；当移动平台(8)到达一个巡检点后，右六自由度机械臂(4)上的右RealSense RGBD相机(1)从对应的鸡笼列的最底层鸡笼开始逐层对这一列鸡笼的所有位置进行图像采集，并将采集的数据传送至右控制板(7)，利用步骤S0部署在右控制板(7)上的死鸡识别模型进行死鸡识别；当识别到死鸡时，右控制板(7)根据此时死鸡相对于右RealSense RGBD相机(1)的深度信息和右六自由度机械臂(4)末端相对于移动平台(8)的坐标信息，计算获得死鸡相对于移动平台(8)的坐标；右控制板(7)将死鸡相对于移动平台(8)的坐标和此时移动平台(8)相对于全局二维栅格地图的位置坐标传输至控制面板(9)；S3、捡拾死鸡；
当移动平台(8)在一个巡检点完成巡检且发现死鸡后，左控制板(10)根据控制面板(9)中记录的死鸡相对于移动平台(8)的坐标，控制左六自由度机械臂(11)上的左RealSense RGBD相机(13)对相应的鸡笼的门栓进行图像采集，并将采集的数据传送至左控制板(10)，利用步骤S0时部署在左控制板(10)上的门栓识别模型进行门栓识别；识别到门栓时，左控制板(10)根据此时门栓相对于左RealSense RGBD相机(13)的深度信息和左六自由度机械臂(11)末端相对于移动平台(8)的坐标信息，计算获得门栓相对于移动平台(8)的坐标，并根据门栓相对于移动平台(8)的坐标驱动左六自由度机械臂(11)上的机械夹(12)夹持并拉开门栓将鸡笼打开；随后，右控制板(7)根据死鸡相对于移动平台(8)的坐标驱动右六自由度机械臂(4)上的五指柔性机械手(2)抓取死鸡并放入死鸡装拾篮(3)中；左控制板(10)再次驱动左六自由度机械臂(11)上的机械夹(12)推动门栓将鸡笼关闭，完成死鸡捡拾；S4、建立死鸡三维空间分布图；巡检完成后，控制面板(9)根据步骤S2获得的死鸡相对于移动平台(8)的坐标和相对应的移动平台(8)相对于全局二维栅格地图的位置坐标进行坐标系变换处理，获取死鸡相对于全局坐标系的三维坐标；然后将全局二维栅格地图进行三维拉伸，拉伸的位置为二维栅格地图中标记为障碍物的点，拉伸长度为标准化笼养鸡舍的高度，然后在三维图中标记死鸡相对于全局坐标系的三维坐标，当所有死鸡的位置标注完成后，获得死鸡的三维空间分布图。4.根据权利要求3所述的捡死鸡方法，其特征在于，所述步骤S1中，移动平台(8)在工作起始点至首个巡检点以及各巡检点之间的移动过程中，控制面板(9)实时对比轮式里程计的距离增量信息与根据最优巡检路径获得工作起始点与首个巡检点之间的距离数据以及各巡检点之间的距离数据，当轮式里程计的增量信息与距离数据不相等时，移动平台(8)继续运动；当轮式里程计的增量信息与距离数据相等时，移动平台(8)到达巡检点停止移动，同时轮式里程计的距离增...
【专利技术属性】
技术研发人员：李寒，韩雨晓，张漫，李帅，王宁，彭程，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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