中国热带农业科学院南亚热带作物研究所薛忠获国家专利权
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龙图腾网获悉中国热带农业科学院南亚热带作物研究所申请的专利一种菠萝采摘机器人的空间异构视觉定位系统及定位方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120593732B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510860889.9,技术领域涉及:G01C21/00;该发明授权一种菠萝采摘机器人的空间异构视觉定位系统及定位方法是由薛忠;刘烨虹;郭俊旺;李海亮;回振辉;杨志杰;刘晓洁;孙海天设计研发完成,并于2025-06-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种菠萝采摘机器人的空间异构视觉定位系统及定位方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种菠萝采摘机器人的空间异构视觉定位系统及定位方法,涉及采摘机器人定位技术领域,本发明通过综合利用视觉、惯性测量、多光谱及结构光等多源信息,实现了对复杂地形环境下机器人的高精度空间定位与姿态估计,显著提升了定位稳定性和实时性;通过内嵌多模态深度学习模型,实现了对菠萝果实内部缺陷的高效非破坏性检测与智能分类,支持机械臂动态调整采摘策略,优先选择品质更优果实进行采摘,提升采摘质量与效率;同时,结合预设三维地形模型与启发式搜索算法,有效规划机器人运动路径,保证了机器人在复杂环境中的安全稳定移动,降低了机械损伤风险。
本发明授权一种菠萝采摘机器人的空间异构视觉定位系统及定位方法在权利要求书中公布了:1.一种菠萝采摘机器人的空间异构视觉定位系统,其特征在于,具体包括: 数据采集模块,所述数据采集模块与姿态预测模块、路径规划模块电性连接,用于采集机器人在复杂地形下的视觉数据、惯性测量数据、位置数据以及菠萝果实的多光谱-结构光数据,并发送到姿态预测模块; 姿态预测模块,所述姿态预测模块与机械臂控制模块电性连接,用于根据视觉数据和惯性测量数据实现机器人的姿态预测,并将姿态预测结果发送到机械臂控制模块; 缺陷检测模块,所述缺陷检测模块与机械臂控制模块电性连接,用于根据多光谱-结构光数据实现对菠萝果实内部缺陷的检测和初级分类,并将分类结果发送到机械臂控制模块; 所述姿态预测模块在融合视觉数据和惯性测量数据时,采用扩展卡尔曼滤波和非线性优化方法相结合的方式来对机器人姿态进行估计,其具体逻辑为: 对机器人采集的视觉数据和惯性测量数据进行时间同步和空间校准; 基于扩展卡尔曼滤波进行机器人的姿态预测,并结合视觉数据进行姿态更新; 基于非线性优化方法来对机器人的历史姿态进行全局优化,从而减少累积误差; 最终输出机器人在复杂地形中的实时位置和姿态预测; 机械臂控制模块,所述机械臂控制模块用于根据姿态预测结果和分类结果动态调整采摘策略和机器人的机械臂动作; 所述机械臂控制模块根据姿态预测结果和分类结果动态调整采摘策略和机器人的机械臂动作的逻辑为: 根据机器人的实时位置和姿态预测确定机械臂基座的位置和姿态; 根据菠萝果实的品质等级来规划机械臂采摘路径,且优先从品质等级更高的菠萝果实开始采摘; 在每次采摘完成后动态调整采摘顺序并更新机械臂采摘路径,直至该区域内的菠萝果实采摘完成; 路径规划模块,所述路径规划模块与驱动控制模块电性连接,用于根据机器人的定位数据和预设的环境三维数据,生成机器人在复杂地形下的运动路径并发送到驱动控制模块; 所述机器人运动路径的规划逻辑为: 根据机器人的位置数据和预设的地形模型识别机器人在运动时的可通行区域; 基于启发式搜索算法规划从当前的区域位置到下一个区域位置的最短路径,且避开障碍物和陡坡区域; 生成连续的运动轨迹,直至所有区域内的菠萝果实采摘完成; 驱动控制模块,所述驱动控制模块用于根据接收到的运动路径控制机器人进行移动。
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