剪枝机器人系统的制作方法

剪枝机器人系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种剪枝机器人系统，系统包括：信号标签装置，用于检测和存储树木和农作物信息、定位信息和辅助定位；机器人，包括：中央处理装置，用于存储和分析机器人各部分的数据信息，并向机器人各部分下达行动指令；定位导航装置，用于对机器人进行定位及导航，并根据电子地图对机器人进行路径规划及规避障碍物的导航；云平台终端，与机器人的中央处理装置相连接和通信，用于存储树木和农作物的数据和机器人的检测数据，根据信息数据利用计算实验拟定机器人的行进路线；地图构建装置，用于通过机器人的实地探测构建与园区相对应的三维电子地图。本发明的剪枝机器人系统实现了园区中的定位、机器人路径规划、剪枝信息采集及自动剪枝。
【专利说明】剪枝机器人系统

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种剪枝机器人系统，尤其涉及一种基于RFID和GPS、WIFI定位的剪 枝机器人系统。

【背景技术】
[0002] RFID技术即无线射频识别技术，是一种通过无线电信号识别特定目标并读写相 关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触的通信技术。作为物联网领 域的关键技术，RFID具有使用简单、高效安全、响应迅速、存储空间大等优点。一套完整的 RFID系统是由读写器、电子标签及应用软件三部分组成。可以通过RFID的读写器向RFID 标签写入需要存储的数据或者读出先前存储于标签中数据。
[0003] GPS即全球定位系统，利用定位卫星，在全球范围内实时进行定位及导航。用户通 过GPS接收机和卫星天线组合，接收定位卫星的信息，即可测量接收机的位置，民用的定位 精度约为10米。
[0004] WIFI是IEEE定义的无线网络通信技术，用于将个人电脑、手持设备等终端以无线 方式互相连接。通过WIFI，用户可实现无线通信、无线传输，并通过基站对WIFI信号进行无 线定位。
[0005] 路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支，是依据某个或某些优化准则 (如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等），在其工作空间中找到一条从起始地 点到目标地点的能避开障碍物的最优路径。
[0006] 云计算平台是由一系列动态资源组成并通过网络共享的信息平台，用户不需要知 道具体的实现技术，即可按照自身的需求通过租赁的方式访问及使用平台上的资源。随着 信息技术的发展，云计算平台已逐渐发展成一个集存储、计算、软件管理等功能的一体化服 务性平台。
[0007] 对经济林木和田间作物来说，剪枝是一个必需而繁琐的工作。在大面积的种植园 区中，若使用人工进行剪枝，不仅需要大量的劳动力，而且效率低下，由于园区过大、工人过 于疲劳，还常常会发生漏剪重剪的情况，此时就容易导致树木和农作物生长异常而造成直 接的经济损失。


【发明内容】

[0008] 本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种剪枝机器人系统，以实现园区中 的定位、机器人路径规划、剪枝信息采集及自动剪枝。
[0009] 为实现上述目的，本发明提供了一种剪枝机器人系统，所述系统包括：
[0010] 信号标签装置，包括RFID、GPS及WIFI，用于检测和存储树木和农作物信息、定位 信息和辅助定位；
[0011] 机器人，所述机器人包括：
[0012] 中央处理装置，用于存储和分析所述机器人各部分的数据信息，并向机器人各部 分下达彳了动指令；
[0013] 定位导航装置，用于利用所述RFID、GPS及WIFI对所述机器人进行定位及导航，并 根据电子地图对机器人进行路径规划及规避障碍物的导航；
[0014] 云平台终端，与所述机器人的中央处理装置相连接和通信，用于存储树木和农作 物的数据和机器人的检测数据，根据信息数据利用计算实验拟定机器人的行进路线；
[0015] 地图构建装置，用于通过机器人的实地探测构建与园区相对应的三维电子地图。
[0016] 进一步的，所述系统还包括：人工操控设备，包括人工操控平台和指令接收器，所 述人工操控平台对机器人的自动或半自动工作模式进行人为选择，在机器人处于半自动工 作模式时，通过操控平台控制机器人动作；所述指令接收器位于所述机器人上，接收所述操 控平台的指令，然后根据指令进行控制处理。
[0017] 进一步的，所述机器人还包括：驱动装置，与所述中央处理装置连接，用于驱动所 述机器人行走运动。
[0018] 进一步的，所述机器人还包括：剪枝机械臂，与所述中央处理装置连接，为套筒式 结构，末端具有用于剪枝的剪刀。
[0019] 进一步的，所述机器人还包括：视觉成像监测装置，与所述中央处理装置连接，包 括两台摄像头、地理环境采集传感器及图像处理模块，用于构建地图时的三维立体成像、路 况监测及剪枝时的图像分析。
[0020] 进一步的，所述机器人还包括：RFID阅读器，与所述中央处理装置连接，用于检测 树木和农作物的RFID标签并读取标签中的数据。
[0021] 进一步的，所述机器人还包括：避障模块，与所述中央处理装置连接，包括多个红 外测距传感器和图像传感器，用于机器人行走过程中避开障碍物。
[0022] 进一步的，所述地图构建装置内的三维电子地图通过基于机器人的感知信息来构 建。
[0023] 进一步的，所述构建三维电子地图为通过所述机器人的摄像头拍摄的场景图配 对，并进行高度计算后用网格记录高度信息，然后基于单帧信息绘制一个三维场景，将所有 数据点连成三角网格，重现原始三维表面的拓扑结构。
[0024] 本发明的剪枝机器人系统实现了园区中的定位、机器人路径规划、剪枝信息采集 及自动剪枝。

【专利附图】

【附图说明】
[0025] 图1为本发明剪枝机器人的示意图。

【具体实施方式】
[0026] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0027] 本发明提出了一个基于RFID和GPS及WIFI定位的剪枝机器人系统，本系统利用 机器人代替人工进行剪枝工作，机器人按照规划好的路线在园区中行进，通过RFID和GPS 及WIFI定位每一个剪枝对象，实现精确的定位，定位后自动为树木和农作物进行剪枝，满 足不重不漏的需要。这样一来，本发明可以节省园区的劳动成本，提高工作效率，并且避免 了不必要的经济损失。
[0028] 本发明是计算机技术、电子信息技术在种植园区的自动或半自动剪枝及剪枝机器 人定位方面的应用，使用RFID、GPS及WIFI、路径规划技术及云计算等技术为园区中的树木 或田间作物剪枝及剪枝机器人的定位提供了技术支持。
[0029] 图1为本发明剪枝机器人的示意图，如图所示，本发明具体包括机器人1、信号标 签装置2、云平台终端3和地图构建装置4。并且，机器人1包括中央处理装置10和定位导 航装置11。
[0030] 信号标签装置2包括RFID、GPS及WIFI，用于检测和存储树木和农作物信息、定位 信息和辅助定位。
[0031] 具体的，信号标签装置2标签中包含RFID芯片、GPS及WIFI芯片，用于存储树木 和农作物信息、定位信息及辅助定位。
[0032] 机器人1的中央处理装置10用于存储和分析所述机器人各部分的数据信息，并向 机器人各部分下达行动指令；定位导航装置11用于利用所述RFID、GPS及WIFI对所述机器 人进行定位及导航，并根据电子地图对机器人进行路径规划及规避障碍物的导航。
[0033] 云平台终端3与机器人1的中央处理装置10相连接和通信，用于存储树木和农作 物的数据和机器人的检测数据，根据信息数据利用计算实验拟定机器人的行进路线。
[0034] 具体的，云平台终端3可以存储树木和农作物的数据和机器人的检测数据；联接 机器人身上配置的中央处理模块并与之进行相互通信；根据相关信息数据，利用计算实验 拟定机器人的行进路线。
[0035] 地图构建装置4用于通过机器人的实地探测构建与园区相对应的三维电子地图。
[0036] 剪枝机器人的详细说明如下：
[0037] 驱动装置，与中央处理装置连接，为满足机器人在园区中行走的稳定性及安全性， 采用六足行走结构作为机器人的驱动设备。
[0038] 躯干，是机器人的主体支撑架构，其采用合金材料制作机器人的躯干部分，包括躯 干平台、摄像头支撑架及机械臂支撑架，躯干上同时安装照明灯，以保证机器人在昏暗的环 境下仍能正常工作。
[0039] 剪枝机械臂，与中央处理装置连接，机械臂采用套筒式结构，用合金材料制作，末 端配有专门的用于剪枝的剪刀。
[0040] 视觉成像监测装置，与中央处理装置连接，该装置由位于机器人躯干前方的两台 可360度转动的摄像头、地理环境采集传感器及图像处理模块组成，其用于构建地图时的 三维立体成像、路况监测及剪枝时的图像分析。
[0041] RFID阅读器，与中央处理装置连接，用于检测树木和农作物的RFID标签并读取标 签中的数据。
[0042] 指令接收器，与中央处理装置连接，用于接收人工操控平台的指令。
[0043] 定位导航装置，与中央处理装置连接，用于机器人在测绘地图及剪枝时的定位并 利用GPS及WIFI实现定位导航功能。
[0044] 避障模块，与中央处理装置连接，用于机器人行走过程中避开障碍物的的工作，包 括8个红外测距传感器和1个图像传感器。
[0045] 中央处理装置，位于机器人的躯干部位，连接上述机器人的各个部分，存储分析各 部分的数据信息，与云平台进行相互通信，向机器人各部分下达行动指令。
[0046] 本发明的剪枝机器人系统还可以包括人工操控设备，包括人工操控平台和指令接 收器，所述人工操控平台对机器人的自动或半自动工作模式进行人为选择，在机器人处于 半自动工作模式时，通过操控平台控制机器人动作；所述指令接收器位于所述机器人上，接 收所述操控平台的指令，然后根据指令进行控制处理。
[0047] 具体的，人工操控平台可对机器人的自动或半自动工作模式进行人为选择，在机 器人处于半自动工作模式时，操作员可通过操控平台控制机器人进行移动、拍摄、监测、剪 枝等一系列工作，操作员的操作指令通过操控平台发送出去。指令接收器位于机器人身上， 可接收操控平台的指令，然后根据指令进行相关的工作。操控平台及接收器之间可利用3G 或WIFI网络进行信号传输。
[0048] 为了实现剪枝机器人系统的工作，配套的软件实现如下：
[0049] 云平台终端管理的系统，用于统一管理数据信息，并进行复杂的计算实验。
[0050] 中央处理装置的中央处理系统，用于整个机器人的启动、运行及数据记录、存储及 分析的工作。
[0051] RFID设备读写程序，用于利用RFID阅读器读取标签中的数据以及将数据信息重 新与入标签中。
[0052] 机械臂控制程序，用于操控机械臂进行精确的剪枝工作。
[0053] 机器人驱动程序，用于控制机器人的驱动装置，使其完成行走功能。
[0054] 图像分析及剪枝系统，该系统包括图像分析模块及剪枝模块。图像分析模块将摄 像头采集的图像转换为灰度图像，经过滤波、阀值分割、形态学闭运算等预处理操作后获取 二值图像，该图像为后续的路况分析及剪枝定位提供数据支持。剪枝模块采用并行细化算 法从二值图像中提取树枝骨架图像，然后选用Harris算子检测树枝骨架图像中的芽点，利 用芽点信息定位剪枝点并进行剪枝。
[0055] 实现剪枝的算法还有很多，本发明只提出其中一种可行的方案。
[0056] 人工操控系统，用于获取机器人记录的各种数据信息，并生成相关的移动、拍摄、 监测、剪枝等指令，然后通过无线网络传输给机器人。
[0057] 定位导航系统，用于利用RFID、GPS及WIFI对机器人进行定位及导航，并根据电子 地图对机器人进行路径规划及规避障碍物的导航工作。
[0058] 每棵树或农作物上都配置一个GPS及WIFI芯片（其中WIFI芯片可使用 SDI0MT5931、RTL8188CE等迷你芯片，以避免装备过大影响树木或农作物生长），其可作为 一个WIFI热点向外发送WIFI信号。每个芯片的MAC地址是唯一且已知的，并预先存储于 云平台管理系统中。机器人在行进过程中通过定位导航装置搜索附件的WIFI信号，根据信 号强弱及唯一的MAC地址，云平台管理系统查询该信号的坐标记录，再结合GPS的卫星导航 坐标记录，对机器人进行定位及导航。这样比单独使用GPS技术或WIFI技术进行定位要更 精确。
[0059] 机器人在遍历园区构建地图时，通过上述方法确定每个剪枝对象所处的坐标位置 并作记录，同时将记录存于RFID标签中。
[0060] 地图构建系统，用于通过机器人的实地探测构建与园区相对应的三维电子地图， 该程序可在云平台上运行。
[0061] 三维地图可通过基于机器人的感知信息来构建，本发明在此作简单描述，其过程 如下。首先由左右两个摄像头拍摄的场景图配对，并进彳丁高度计算后用网格记录高度信息。 然后基于某一单帧信息绘制一个三维场景，这里主要应用OpenGL图形库实现三维场景绘 制。测量到的高度数据相当于给定了三维场景表面上点的三维坐标，利用OpenGL中的三角 剖分算法，将所有数据点连成三角网格，能够很好地重现原始三维表面的拓扑结构。与此同 时，本发明运用仿真【技术领域】中的伪色彩技术和法向量，通过灰度变换和强度分层来建立 地图构建的基础。伪色彩增强的原理是指将离散的黑白图像的不同灰度级按照线性或非线 性映射成不同彩色，来提高图像的可辨识度。具体做法是将图像的灰度级等间隔或非等间 隔地分成m个区间，然后给每个区间设定一种色彩，原则上来说，所分层次越多，细节越丰 富，彩色越柔和。最后进行三维地图构建，首先定义坐标系，分别定义全局坐标系和机器人 局部坐标系，并引入机器人坐标系下的网格区域，然后用网格表示法表示地图，最后用移动 局部网格来构建出精确、真实的三维地图。
[0062] 对遍历问题，本发明使用分块算法。分块算法是将环境根据障碍物的情况分解为 多个分块，而后机器人依次在单个分块通过往返移动来进行每个分块的局部遍历。
[0063] 本发明结合地图构建及遍历算法实现机器人对园区及剪枝对象的遍历，即在机器 人遍历园区的同时按上述地图构建方法构建整个园区地图并记录各个剪枝点及障碍物坐 标。机器人的遍历，目的是让机器人走遍一个区域除障碍物以外的全部地方，并在过程中记 录园区地理环境、障碍物及剪枝对象的位置。
[0064] 本发明的遍历算法如下：首先，由人工用测距仪测量出园区的边界范围，然后根据 园区边界相垂直的两个最长轴建立一个包含整个园区的矩形边界，这样不管园区边界是规 则或不规则都可以按照矩形来遍历。建立矩形边界后，以矩形一个顶点为坐标原点，即机器 人的起点，起点处的两条矩形边分别为X轴和Y轴，并按坐标原点计算矩形边界的坐标，用 于规定机器人的行走范围。把坐标原点及矩形边界坐标存到机器人的中央处理系统，让机 器人首先从原点开始沿X轴方向进行移动，移动过程中记录环境数据并计算经过位置的坐 标。若机器人在行进过程中发现障碍物则往Y轴方向移动一个车距直至绕过障碍物，同时 记录障碍物所占坐标。机器人通过身上的RFID阅读器在行进过程中检测带有RFID标签的 剪枝对象，每检测到一个对象就记录标签中的RFID数据和对象在园区中的坐标。当机器人 行进到矩形边界后，沿Y轴增大方向移动一个车距后沿与原来行进的相反方向返回，重复 这个过程，机器人即可在行进过程中记录障碍物、剪枝对象及园区地形等因素的地理位置， 而且机器人以一个车距作单位的覆盖式遍历，保证了记录到的数据不会重复及遗漏。
[0065] 在地图构建的基础上，同时记录机器人的起点及终点、必须经过的作业点（即 WIFI热点）及大型的静态障碍物位置。各个位置点坐标及地图均存放在云平台管理系统 中，构建的地图也存放到机器人的中央处理系统，为后期的路径规划做准备。
[0066] 路径规划系统，用于利用智能算法及记录的园区地图与坐标数据进行机器人剪枝 路线的规划工作。
[0067] 在机器人的路径规划技术上，本发明使用栅格法。栅格法是将机器人周围空间分 解为相互连接且不重叠的空间单元：栅格，由栅格构成一个连通图，依据障碍物占有情况， 在此图上搜索一条从起始栅格到目标栅格无碰撞的行进路径。
[0068] 本发明采用地图构建路径规划技术，根据预先构建的三维电子地图，利用栅格法 分解机器人周围空间，规避已探明的障碍物，拟定一条基于预设地图及作业必经点的路径。 该路径可以通过蚁群算法针对所有必经点拟合出来，拟合得到的路径不仅包含作业必经 点，也排除了遍历过程中检测到的固定障碍物，即禁止机器人行走到障碍物坐标。该路径存 储于机器人的中央处理系统，使机器人按照规划好的路径进行剪枝工作。
[0069] 机器人避障系统，用于利用智能算法及传感器帮助机器人在行走过程中自动或半 自动地避开意外出现的障碍物，顺利地按照拟定路线从一个必经点行走到另一个必经点。
[0070] 由于园区为一个开放的环境，其环境因素是变化的，因此机器人在按预先规划好 的路径行走的同时，也可能会出现意外的未经检测的障碍物，因此需要使用本避障系统。避 障系统使用红外传感器和视觉图像测距结合的方式来实现机器人的避障。红外传感器是基 于三角测量原理，传感器通过发射红外光线并接收反射回来的光线，获取偏移值，利用三角 关系，通过发射角度、偏移值、中心矩和滤镜焦距来计算传感器到物体的距离。视觉图像测 距方面，本发明使用一种单目视觉计算机器人与障碍物之间距离的实时检测算法。该算法 的基本原理是由已知的摄像机位置坐标、摄像机到地面的垂直距离、摄像机垂直视角投影 在地面上的最近距离和此时水平视角投影在地面的距离、摄像机垂直视角投影在地面上的 最远距离，以此来推算目标点与机器人之间的距离。
[0071] 在机器人身上安装8个红外测距传感器和1个图像传感器，当机器人行走路线上 没有障碍物，则按预先规划好的路线运动，若探测到障碍物，则根据探测到的实时信息，计 算确定障碍物的位置信息，然后观测障碍物水平方向上的边缘点并得到左右两个边界，计 算两个边界距离中垂线的值，比较两边距离值的大小，决定机器人应从哪边通过障碍物以 及机器人应绕行障碍物多远，绕过障碍物后，机器人重新回到原来的路线上。
[0072] 本发明中，机器人在到达某一目标对象进行剪枝工作前，暂时把其他对象视为障 碍物，在行进过程中对位于规划好的路线上的其他对象进行绕行，完成目标对象剪枝工作 后，则以下一个剪枝对象为目标继续按路线行进。
[0073] 本发明的剪枝机器人系统的处理过程具体如下：
[0074] 步骤1 :为树木及农作物配置信号标签，记录其基本数据信息及GPS和WIFI定位 信息，并将信息传送到云平台上进行统一管理；
[0075] 步骤2 :在园区中确定一个机器人的起始运行点，作为地图的原点。机器人从原点 出发，遍历园区的所有位置，通过传感器、摄像头、定位导航装置捕捉整个林区的地理环境 信息。在遍历过程中，机器人同时利用GPS、WIFI检测剪枝对象的坐标并通过RFID阅读器 检测树木和农作物的信号标签，并记录它们的数据信息；
[0076] 步骤3 :将所有的地理环境信息及坐标信息传送到云平台上，云平台根据地图构 建程序及路径规划算法，绘制出园区的三维电子地图及机器人进行剪枝的行走路线，路线 需包含所有对象在内，并明确规定剪枝的先后顺序；
[0077] 步骤4 :将云平台上的地图及路径移植到机器人的中央处理系统上，进行路径规 划，然后机器人按照既定的路线出发对树木及农作物进行剪枝；
[0078] 步骤5 :机器人行进的同时阅读器不断探测附件的RFID标签，若探测到RFID标 签，则读取其数据；
[0079] 步骤6 :读取标签中的坐标数据，若与拟定路线上的坐标一致，则该标签对应的对 象是符合路线顺序的树木或农作物，此时读取标签中树木是否进行过剪枝的数据，若坐标 不一致，则返回步骤6重新探测其他的RFID标签；
[0080] 步骤7 :如果对象已经进彳丁过剪枝，则返回步骤6,继续沿路线彳丁进，探测下一个对 象，如果对象未进行过剪枝，则机器人通过摄像头检测树木需要剪枝的地方，驱动机械臂对 其进行剪枝，剪枝完毕后更新对象信号标签中的数据，使其显示已进行过剪枝，然后继续探 测下一个对象；
[0081] 步骤8 :如果机器人已走完全程路线，则返回起点，剪枝任务结束。
[0082] 针对多个机器人同时工作的情况，不同的机器人可以从不同的起点遍历园区，云 平台根据各个机器人采集的信息使用不同的路径规划算法，为不同的机器人规划不同的剪 枝路线，这样可提高剪枝的效率。若某一机器人检测到附近存在其他机器人时，可将其视为 动态障碍物进行规避处理。
[0083] 当进行动态规避时，可以利用一种混合规避算法，根据动态障碍物相邻时刻的三 个时间序列值，来预测障碍物下一时刻的运动轨迹，从而把动态障碍物的避障问题转化为 静态避障问题，实现规避处理。同时，也可加入距离传感器，进行机器人与机器人之间、机器 人与障碍物之间的碰撞检测。
[0084] 本发明剪枝机器人系统使用了 RFID及定位仪器来帮助机器人检测及定位需要剪 枝的树木或农作物，在自动化作业的基础上提高了工作的精确性及效率。同时，本发明具有 普遍适应性，利用智能算法及设备，可实用于不同地形、不同面积的园区，有效的遍历方式 也使得机器人的工作做到不重不漏。
[0085] 专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的 单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬 件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。 这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。 专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现 不应认为超出本发明的范围。
[0086] 结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的 软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM)、内存、只读存储器 (ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或【技术领域】 内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[〇〇87] 以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明 的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种剪枝机器人系统，其特征在于，所述系统包括： 信号标签装置，包括RFID、GPS及WIFI，用于检测和存储树木和农作物信息、定位信息 和辅助定位； 机器人，所述机器人包括： 中央处理装置，用于存储和分析所述机器人各部分的数据信息，并向机器人各部分下 达行动指令； 定位导航装置，用于利用所述RFID、GPS及WIFI对所述机器人进行定位及导航，并根据 电子地图对机器人进行路径规划及规避障碍物的导航； 云平台终端，与所述机器人的中央处理装置相连接和通信，用于存储树木和农作物的 数据和机器人的检测数据，根据信息数据利用计算实验拟定机器人的行进路线； 地图构建装置，用于通过机器人的实地探测构建与园区相对应的三维电子地图。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：人工操控设备，包括人 工操控平台和指令接收器，所述人工操控平台对机器人的自动或半自动工作模式进行人为 选择，在机器人处于半自动工作模式时，通过操控平台控制机器人动作；所述指令接收器位 于所述机器人上，接收所述操控平台的指令，然后根据指令进行控制处理。
3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器人还包括：驱动装置，与所述中 央处理装置连接，用于驱动所述机器人行走运动。
4. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器人还包括：剪枝机械臂，与所述 中央处理装置连接，为套筒式结构，末端具有用于剪枝的剪刀。
5. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器人还包括：视觉成像监测装置， 与所述中央处理装置连接，包括两台摄像头、地理环境采集传感器及图像处理模块，用于构 建地图时的三维立体成像、路况监测及剪枝时的图像分析。
6. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器人还包括：RFID阅读器，与所述 中央处理装置连接，用于检测树木和农作物的RFID标签并读取标签中的数据。
7. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器人还包括：避障模块，与所述中 央处理装置连接，包括多个红外测距传感器和图像传感器，用于机器人行走过程中避开障 碍物。
8. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地图构建装置内的三维电子地图通 过基于机器人的感知信息来构建。
9. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述构建三维电子地图为通过所述机器 人的摄像头拍摄的场景图配对，并进行高度计算后用网格记录高度信息，然后基于单帧信 息绘制一个三维场景，将所有数据点连成三角网格，重现原始三维表面的拓扑结构。
【文档编号】G01S19/45GK104067145SQ201480000262
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】沈震, 康孟珍, 李鉴通, 王飞跃 申请人:中国科学院自动化研究所