采摘机器人视觉定位及行为控制的硬件在环虚拟试验系统设计
本文关键词: 机器人 算法 设计 硬件在环仿真 双目立体视觉 葡萄 虚拟现实 出处:《农业工程学报》2017年04期 论文类型:期刊论文
【摘要】:因采摘机器人野外试验易受收获季节、气候和场地等诸多因素的限制,为辅助试验采摘机器人视觉定位及其行为控制算法,设计了基于硬件在环仿真的葡萄采摘机器人虚拟试验。该文先利用双目立体视觉提取葡萄串采摘点及防碰包围体等空间信息;然后以实验室已有的6自由度采摘机器人样机为原型,建立三维虚拟仿真模型,运用D-H法建立机器人坐标变换,求解虚拟环境下机器人运动学正解和逆解;再以实物视觉提取的葡萄串空间信息为基础,运用VC++、Javascript等编程语言在虚拟现实平台EON上对采摘机器人视觉定位及其采摘行为进行仿真设计和编程实现,设计出一套以实物视觉与虚拟采摘机器人相结合的硬件在环仿真平台。最后,在该平台上对葡萄采摘机器人进行了34次虚拟试验,试验中视觉定位、路径规划、夹剪果梗3个环节的成功率依次为85.29%、82.35%、82.35%。结果表明,该方法可很好地运用于验证和试验采摘机器人视觉定位及其行为算法。
[Abstract]:The field experiment of picking robot is restricted by many factors, such as harvest season, climate, site and so on, so the visual location and behavior control algorithm of the robot are used for the auxiliary test. The virtual experiment of grape picking robot based on hardware in loop simulation is designed. Firstly, the spatial information of grape string picking point and anti-collision envelop are extracted by binocular stereo vision. Then the 3D virtual simulation model is established based on the prototype of the 6-DOF picking robot, and the coordinate transformation of the robot is established by D-H method. The forward and inverse kinematics solutions of the robot are solved in the virtual environment. Then based on the spatial information of grape string extracted by physical vision, VC is used. The visual positioning and picking behavior of picking robot are simulated and programmed by Javascript and other programming languages on the virtual reality platform EON. A hardware in loop simulation platform is designed which combines physical vision and virtual picking robot. Finally, 34 virtual experiments of grape picking robot are carried out on the platform, and visual positioning is carried out in the experiment. The success rate of the three links of path planning, clipping and shearing was 85.29 and 82.35 respectively. The results showed that the success rate of the three links was 82.35 and 82.35 respectively. This method can be used to verify and test the vision location and behavior algorithm of picking robot.
【作者单位】: 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室;天津职业技术师范大学机械工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(31571568) 广东省科技计划项目(2015A020209111,2015A020209120,2014A020208091)
【分类号】:TP391.41;TP242;TP391.9
【正文快照】: 罗陆锋,邹湘军,程堂灿,杨自尚,张丛,莫宇达.采摘机器人视觉定位及行为控制的硬件在环虚拟试验系统设计[J].农业工程学报,2017,33(4):39-46.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2017.04.006 http://www.tcsae.orgLuo Lufeng,Zou Xiangjun,Cheng Tangcan,Yang Zishang,Zhang Cong,Mo
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 王丽丽;郭艳玲;王迪;刘幻;;果蔬采摘机器人研究综述[J];林业机械与木工设备;2009年01期
2 张洁;李艳文;;果蔬采摘机器人的研究现状、问题及对策[J];机械设计;2010年06期
3 夏天;以色列的温室采摘机器人[J];山东农机化;1997年11期
4 方建军;移动式采摘机器人研究现状与进展[J];农业工程学报;2004年02期
5 宋健;张铁中;徐丽明;汤修映;;果蔬采摘机器人研究进展与展望[J];农业机械学报;2006年05期
6 崔玉洁;张祖立;白晓虎;;采摘机器人的研究进展与现状分析[J];农机化研究;2007年02期
7 田素博;邱立春;秦军伟;刘春芳;;国内外采摘机器人机械手结构比较的研究[J];农机化研究;2007年03期
8 吕宏明;姬长英;;视觉技术在农业采摘机器人中的应用及发展[J];江西农业学报;2008年02期
9 刘长林;张铁中;杨丽;;果蔬采摘机器人研究进展[J];安徽农业科学;2008年13期
10 蒋焕煜;彭永石;应义斌;;双目立体视觉技术在果蔬采摘机器人中的应用[J];江苏大学学报(自然科学版);2008年05期
相关会议论文 前7条
1 何蓓;刘刚;;果树采摘机器人研究综述[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
2 赵德安;姬伟;张超;李占坤;;果树采摘机器人控制系统设计[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
3 赵德安;吕继东;姬伟;陈玉;张颖;;果树采摘机器人及控制系统研制[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 石兴禄;邹湘军;卢俊;陈强;陈燕;王红军;刘天湖;;虚拟采摘机器人统一建模与三维动态仿真[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
5 刘继展;李萍萍;李智国;倪齐;;番茄采摘机器人真空吸盘装置设计及试验研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
6 袁挺;李伟;谭豫之;杨庆华;高峰;任永新;;温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取技术研究[A];走中国特色农业机械化道路——中国农业机械学会2008年学术年会论文集(下册)[C];2008年
7 魏锡光;王库;;仿自然环境条件下番茄采摘机器人设计研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
相关重要报纸文章 前2条
1 本报记者 段佳;果蔬采摘机器人有了三维视力[N];大众科技报;2009年
2 吕继东 赵德安 姬伟 陈玉;浅谈国内外采摘机器人[N];中国农机化导报;2014年
相关博士学位论文 前10条
1 顾玉宛;基于并行计算的苹果采摘机器人关键技术研究[D];江苏大学;2016年
2 贾伟宽;基于智能优化的苹果采摘机器人目标识别研究[D];江苏大学;2016年
3 叶敏;基于运动行为的荔枝采摘机器人夹切容错设计[D];华南农业大学;2016年
4 顾宝兴;智能移动式水果采摘机器人系统的研究[D];南京农业大学;2012年
5 吕继东;苹果采摘机器人视觉测量与避障控制研究[D];江苏大学;2012年
6 刘继展;番茄采摘机器人真空吸持系统分析与优化控制研究[D];江苏大学;2010年
7 黄铝文;苹果采摘机器人视觉识别与路径规划方法研究[D];西北农林科技大学;2013年
8 纪超;温室果蔬采摘机器人视觉信息获取方法及样机系统研究[D];中国农业大学;2014年
9 李智国;基于番茄生物力学特性的采摘机器人抓取损伤研究[D];江苏大学;2011年
10 吕强;柑橘采摘机器人工作场景信息感知技术与路径规划研究[D];江苏大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 王亚平;自主采摘机器人竞赛平台系统研究[D];江西理工大学;2015年
2 李珈慧;苹果采摘机器人移动平台机械系统的设计及仿真[D];南京农业大学;2014年
3 贺橙林;基于机器视觉的气动采摘机器人研究[D];上海交通大学;2015年
4 李敏;果蔬快速采摘机器人柔性负载刚柔耦合建模与仿真[D];北方工业大学;2016年
5 田丽芳;基于纯滚动转向的采摘机器人轮式AGV系统设计与试验研究[D];江苏大学;2016年
6 王滨;猕猴桃采摘机器人目标果实空间坐标获取方法的研究[D];西北农林科技大学;2016年
7 陈鸥;苹果采摘机器人视觉系统识别基础方法的研究[D];燕山大学;2016年
8 李占坤;果树采摘机器人控制系统研究与设计[D];江苏大学;2010年
9 赵庆波;果树采摘机器人控制与避障技术研究[D];江苏大学;2008年
10 苏帅;猕猴桃采摘机器人信息感知的基础研究[D];西北农林科技大学;2013年
,本文编号:1447119
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/1447119.html