嵌入式工控機在智慧農業(yè)采摘機器人中的應用

2020-01-02

行業(yè)概述和需求：

果實(shí)采摘是生產(chǎn)鏈中最耗時(shí)、費力的一個(gè)環(huán)節。采摘作業(yè)季節性強、勞動(dòng)強度大、費用高，因此保證農產(chǎn)品適時(shí)采收、降低作業(yè)費用是農業(yè)增收的重要途徑。目前，國內多數果蔬采用人工采摘，采摘費用約占成本50％~70％， 采摘機器人的作用在于降低工人勞動(dòng)強度和生產(chǎn)費用、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量、保證農產(chǎn)品的適時(shí)采收，因而具有很大發(fā)展潛力,是未來(lái)智能農業(yè)機械的發(fā)展方向。

采摘機器人由機械手、末端執行器、視覺(jué)傳感器和移動(dòng)機構等組成。由于生長(cháng)位置沒(méi)有規律,采摘目標容易被枝葉遮擋收獲時(shí)要求機械手活動(dòng)范圍大,且能避開(kāi)障礙物。目前有一種多自由度的采摘機器人,能夠形成指定的采摘姿態(tài)進(jìn)行采摘。該機器人采用彩色工業(yè)相機機作為視覺(jué)傳感器來(lái)尋找和識別成熟果實(shí),利用視覺(jué)對目標進(jìn)行定位，移動(dòng)機構采用前驅四輪結構,能在壟間自行移動(dòng)。采摘時(shí),移動(dòng)機構行走一定距離后進(jìn)行圖像采集,利用視覺(jué)系統檢測出果實(shí)相對機械手坐標系的位置信息,判斷果實(shí)是否在收獲的范圍之內。若可以收獲,機械手靠近實(shí),用吸盤(pán)吸住果實(shí)后,用機械手指抓住果實(shí),最后機械手通過(guò)旋轉腕關(guān)節擰下果實(shí)。

解決方案：

采摘機器人通過(guò)視覺(jué)系統的工業(yè)相機采集果實(shí)形態(tài)圖像,在安裝有算法軟件的嵌入式工控機中進(jìn)行圖像處理，獲取果實(shí)的成熟狀態(tài)和位置信息。進(jìn)一步在控制系統中通過(guò)嵌入式工控機按照輸入的程序對驅動(dòng)系統和執行機構機械手發(fā)出指令信號，進(jìn)行指定功能的行走及采摘的功能操作。

由于采摘機器人所處的環(huán)境相對復雜多變，對控制系統硬件方面的要求更為嚴苛，普通的硬件是無(wú)法勝任的，只有工業(yè)級的計算機硬件才能為工業(yè)機器人提供專(zhuān)業(yè)硬件方案支持。特控推出的新一代嵌入式工控機，支持第五代/六代i7/i5/i3處理器，支持VGA、 HDMI顯示接口和雙網(wǎng)口，并提供多種通訊接口等接口。另外此款嵌入式工控機外觀(guān)結構緊湊小巧，節省空間。銀白紅色相搭顯得時(shí)尚大氣，全密封鋁合金箱體，大面積鋁鰭散熱，無(wú)風(fēng)扇設計?？蛊茐哪芰?，適應寬溫，能在粉塵大、濕度高等惡劣環(huán)境條件下穩定運行，可靠性高。