农作物表型快速检测机器人系统研究
发布时间：2023-08-11 17:33
农作物表型信息是育种专家判别种子优良与否的重要依据,是种子筛选的重要参考。长期以来农作物表型信息检测主要依靠育种专家蹲守地头,人工采集,不仅工作量大,而且效率低,特别由于农作物生产周期的限制,育种专家手工采集的农作物表型信息往往不够充分,影响了种子性能的准确评估。因此研发一种农作物表型快速检测机器人系统,实现农作物表型信息的快速检测对育种领域而言具有重要研究意义和价值。本文从农作物表型信息快速检测的迫切需求出发,开展了农作物表型快速检测机器人系统的研究工作,在中国科学院重点部署项目“现代农资经营与智能农业服务系统(编号2012BAH20B02)”子课题“高通量育种作物本体与环境快速检测装置(编号Y622A21291)”支持下,研制了一套农作物表型快速检测机器人系统,用以实现农作物表型的快速检测。本文在分析农作物表型快速检测研究现状和技术需求的基础上,明确了机器人系统的指标参数,设计了机器人系统结构,分析了机构的有限元特性,开发了农作物表型快速检测机器人控制系统,研究了基于机器视觉的机器人操作对象的定位问题,研制了一套农作物表型快速检测机器人系统。该系统目前安装在龙亢农场,为育种专家实时...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 相关的国内外研究现状
1.2.1 农作物表型快速检测机器人研究现状
1.2.2 基于相机的机器人操作对象三维定位方法研究现状
1.3 课题来源及研究意义
1.4 本文主要内容
第2章 农作物表型快速检测机器人系统
2.1 设计目标及要求
2.2 农作物表型快速检测机器人系统机构与技术参数
2.2.1 总体结构
2.2.2 工作原理
2.2.3 主要技术参数
2.2.4 安装场地要求
2.3 农作物表型快速检测机器人系统关键部件
2.3.1 大车运行机构
2.3.2 电气系统
2.3.3 升降移动平台
2.3.4 六自由度操作机械臂
2.3.5 双目立体视觉系统
2.4 本章小结
第3章 农作物表型快速检测移动机构设计与有限元分析
3.1 农作物表型快速检测移动机构设计
3.1.1 主梁设计
3.1.2 支架机构设计
3.2 农作物表型快速检测移动机构主梁的有限元分析
3.2.1 主梁的三维建模
3.2.2 主梁工况分析
3.2.3 主梁有限元分析
3.3 本章小结
第4章 农作物表型快速检测机器人控制系统
4.1 农作物表型快速检测机器人系统控制流程
4.2 RLM-S红外测距仪
4.2.1 红外测距仪工作原理
4.2.2 RLM-S红外测距仪通讯协议
4.3 PLC工作原理与控制程序设计
4.3.1 PLC工作原理
4.3.2 信捷XDM-32T PLC性能
4.3.3 PLC控制程序设计
4.3.4 PLC控制界面设计
4.4 农作物表型快速检测移动机器人系统实验结果与分析
4.5 ER6C60六自由度机械臂的通讯与控制
4.5.1 ER6C60机械臂通讯方式
4.5.2 控制流程与控制软件编写
4.6 本章小结
第5章 农作物表型快速检测机器人操作定位问题研究
5.1 农作物表型快速检测机器人系统操作定位需求分析
5.2 双目立体视觉定位研究
5.2.1 参考坐标系
5.2.2 相机小孔模型
5.2.3 相机内参数模型
5.2.4 相机的外参数模型
5.2.5 双目立体视觉定位原理
5.3 基于OpenCV像机内参数的标定
5.3.1 OpenCV简介
5.3.2 摄像机的标定方法
5.3.3 基于OpenCV相机内外参数的标定
5.4 基于OpenCV相机测距
5.4.1 基于OpenCV的图像预处理
5.4.2 基于OpenCV的图像边缘检测
5.4.3 基于OpenCV图像匹配原理
5.4.4 基于MFC的双目立体视觉测距控制软件设计
5.4.5 系统工作流程图
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文及取得的其他研究成果
本文编号：3841461
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 相关的国内外研究现状
1.2.1 农作物表型快速检测机器人研究现状
1.2.2 基于相机的机器人操作对象三维定位方法研究现状
1.3 课题来源及研究意义
1.4 本文主要内容
第2章 农作物表型快速检测机器人系统
2.1 设计目标及要求
2.2 农作物表型快速检测机器人系统机构与技术参数
2.2.1 总体结构
2.2.2 工作原理
2.2.3 主要技术参数
2.2.4 安装场地要求
2.3 农作物表型快速检测机器人系统关键部件
2.3.1 大车运行机构
2.3.2 电气系统
2.3.3 升降移动平台
2.3.4 六自由度操作机械臂
2.3.5 双目立体视觉系统
2.4 本章小结
第3章 农作物表型快速检测移动机构设计与有限元分析
3.1 农作物表型快速检测移动机构设计
3.1.1 主梁设计
3.1.2 支架机构设计
3.2 农作物表型快速检测移动机构主梁的有限元分析
3.2.1 主梁的三维建模
3.2.2 主梁工况分析
3.2.3 主梁有限元分析
3.3 本章小结
第4章 农作物表型快速检测机器人控制系统
4.1 农作物表型快速检测机器人系统控制流程
4.2 RLM-S红外测距仪
4.2.1 红外测距仪工作原理
4.2.2 RLM-S红外测距仪通讯协议
4.3 PLC工作原理与控制程序设计
4.3.1 PLC工作原理
4.3.2 信捷XDM-32T PLC性能
4.3.3 PLC控制程序设计
4.3.4 PLC控制界面设计
4.4 农作物表型快速检测移动机器人系统实验结果与分析
4.5 ER6C60六自由度机械臂的通讯与控制
4.5.1 ER6C60机械臂通讯方式
4.5.2 控制流程与控制软件编写
4.6 本章小结
第5章 农作物表型快速检测机器人操作定位问题研究
5.1 农作物表型快速检测机器人系统操作定位需求分析
5.2 双目立体视觉定位研究
5.2.1 参考坐标系
5.2.2 相机小孔模型
5.2.3 相机内参数模型
5.2.4 相机的外参数模型
5.2.5 双目立体视觉定位原理
5.3 基于OpenCV像机内参数的标定
5.3.1 OpenCV简介
5.3.2 摄像机的标定方法
5.3.3 基于OpenCV相机内外参数的标定
5.4 基于OpenCV相机测距
5.4.1 基于OpenCV的图像预处理
5.4.2 基于OpenCV的图像边缘检测
5.4.3 基于OpenCV图像匹配原理
5.4.4 基于MFC的双目立体视觉测距控制软件设计
5.4.5 系统工作流程图
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文及取得的其他研究成果
本文编号：3841461
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