基于机器视觉的白芦笋选择性采收机器人控制系统设计及试验
发布时间：2021-01-18 11:27
白芦笋为多年生草本植物,其所含人体必需的蛋白质、维生素、氨基酸及碳水化合物比普通蔬菜高五倍以上,有“蔬菜之王”的美誉,又因其营养丰盛、皎白如玉,又有“白色的黄金”之称。当前世界白芦笋产业正处于由发达国家向发展中国家转移阶段,我国已成为主要承接地,经过逾20年的发展,中国白芦笋产业已发展成为具有竞争优势的新兴产业,白芦笋生产无论是面积还是产量,均居世界首位。同时,随着经济社会的发展,我国成为日益重要的白芦笋消费市场。长期以来国内外的白芦笋采收一直以人工为主,劳动强度大、人工成本高、规模化程度低。因此研制白芦笋选择性采收机器人对提高我国白芦笋产业的规模化和产业化程度,提升我国智能化农业水平,实现农业现代化具有重要意义。本文针对成熟期白芦笋采收问题设计一种适用于白芦笋选择性采收机器人的控制系统,本课题具体的研究内容如下:首先根据系统要求将白芦笋选择性采收机器人控制系统划分为上下位机两部分,上位机硬件系统主要包括机器视觉系统和主控模块,主要进行白芦笋种植区域的图像采集与分析工作。下位机硬件系统主要包括STM32控制器、采收执行子系统和自走子系统,主要实现对白芦笋的采收工作与机器人整体移动。通过...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
白芦笋人工采收流程
山东农业大学硕士学位论文自动选择性采收机器，可同时实现三个种植垄的采收。该机器的选择性是靠驾驶员自身实现，借助激光束，驾驶员每精确定位到一个白芦笋笋尖后操作一个操纵杆，随后包括协调收割设备位置的收割程序自动执行，将地下的白芦笋切掉一定深度，用一个抓手将其抽出，然后把它转移到收获筐中（Fuhong Dong，2011）。该机器虽然实现了白芦笋的选择性采收，但机械化程度不高，而且靠人眼识别白芦笋的定位方式效率较低，没有实现真正意义上的全自动采收（Baylou P，1984）。目前，国外白芦笋采收以人工为主，部分采用机械化采收，且收获机械多为一次性采收机械，白芦笋采收现状如图 1-2 所示（崔玉洁等，2007）。
图 1-3 国内白芦笋采收现状Fig. 1-3 Present situation of domestic white asparagus harvesting白芦笋集中采收期对人工采收来说具有很强的劳动强度而且“抓早”和“赶晚”的采收时间更增加了人工采收的难度，不利于白芦笋的产业化发展。目前，项目组提出了一种基于机器视觉的白芦笋选择性采收机器人，为研制相关采收机械提供了一种新思路（苑进等，2016）。1.4 研究内容与技术路线1.4.1 课题主要研究内容本文利用机器视觉对田间自然生长的成熟期待采白芦笋进行图像采集、识别、定位与机器人自动化采收的问题进行了研究，借助实验室已有的一种白芦笋采收末端执行器，结合末端执行器的工作原理，通过研究一种可以应用于白芦笋选择性采收机器人的控制系统完成白芦笋的智能采收工作。结合项目研究内容，以白芦笋自动化采收控制系统为研究对象，以实现白芦笋的选择性、自动化、精确化采收，研究内容主要涉及以下几个
【参考文献】：
期刊论文
[1]A stiffness-adaptive control system for nonlinear stiffness actuators[J]. Yaru ZHAO,Zhibin SONG,Tianyu MA,J.S.DAI. Science China（Information Sciences）. 2019(05)
[2]基于机器视觉的工件自动分拣系统研究[J]. 梁涵. 农机使用与维修. 2019(02)
[3]图像处理在机械手视觉定位控制中的应用[J]. 江燕,江艾梓. 电气传动. 2019(02)
[4]基于机器视觉检测的码垛机器人控制系统设计[J]. 邱素贞,李庆年,卢志翔,阮承海. 包装工程. 2019(03)
[5]基于视觉的机器人自主定位与障碍物检测方法[J]. 丁斗建,赵晓林,王长根,高关根,寇磊. 计算机应用. 2019(06)
[6]基于Faster R-CNN的机器人目标检测及空间定位[J]. 郭毓,苏鹏飞,吴益飞,郭健. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(12)
[7]我国芦笋产业的发展现状及发展趋势[J]. 鲁博. 上海蔬菜. 2018(04)
[8]一种球形机器人视觉定位系统研究[J]. 赵鹏,战强. 机械制造与自动化. 2018(03)
[9]机器人视觉技术[J]. 付旭程. 电子技术与软件工程. 2018(06)
[10]芦笋机械化收获技术现状与发展分析[J]. 陈度,ZHANG Qin,王书茂,王新. 中国农业大学学报. 2016(04)
博士论文
[1]温室番茄收获机器人选择性收获作业信息获取与路径规划研究[D]. 王新忠.江苏大学 2012
[2]智能移动式水果采摘机器人系统的研究[D]. 顾宝兴.南京农业大学 2012
硕士论文
[1]地面机器人路径规划及其控制研究[D]. 薛文艳.河北科技大学 2019
[2]基于视觉引导的粉末冲压机器人上下料系统[D]. 王祺翔.江苏科技大学 2018
[3]基于单目视觉的摄像机标定与立体匹配技术的研究[D]. 梁立超.沈阳工业大学 2018
[4]基于机器视觉的点胶机工件定位研究[D]. 漆志亮.南昌大学 2018
[5]白芦笋选择性采收末端执行器优化设计与试验研究[D]. 杜帅.山东农业大学 2018
[6]3M-50型自主作业式温室弥雾机控制系统开发与试验[D]. 陈宝林.山东农业大学 2018
[7]基于视觉的扫地机器人导航系统设计与实现[D]. 李敏.中国科学技术大学 2018
[8]基于单目视觉的扫地机器人定位算法设计及实现[D]. 王晓彤.中国科学技术大学 2018
[9]基于单目视觉的环境特征提取与位姿估计算法研究[D]. 冯剑锋.浙江理工大学 2018
[10]基于视觉定位的机械臂运动控制[D]. 陈茜.电子科技大学 2018
本文编号：2984867
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
白芦笋人工采收流程
山东农业大学硕士学位论文自动选择性采收机器，可同时实现三个种植垄的采收。该机器的选择性是靠驾驶员自身实现，借助激光束，驾驶员每精确定位到一个白芦笋笋尖后操作一个操纵杆，随后包括协调收割设备位置的收割程序自动执行，将地下的白芦笋切掉一定深度，用一个抓手将其抽出，然后把它转移到收获筐中（Fuhong Dong，2011）。该机器虽然实现了白芦笋的选择性采收，但机械化程度不高，而且靠人眼识别白芦笋的定位方式效率较低，没有实现真正意义上的全自动采收（Baylou P，1984）。目前，国外白芦笋采收以人工为主，部分采用机械化采收，且收获机械多为一次性采收机械，白芦笋采收现状如图 1-2 所示（崔玉洁等，2007）。
图 1-3 国内白芦笋采收现状Fig. 1-3 Present situation of domestic white asparagus harvesting白芦笋集中采收期对人工采收来说具有很强的劳动强度而且“抓早”和“赶晚”的采收时间更增加了人工采收的难度，不利于白芦笋的产业化发展。目前，项目组提出了一种基于机器视觉的白芦笋选择性采收机器人，为研制相关采收机械提供了一种新思路（苑进等，2016）。1.4 研究内容与技术路线1.4.1 课题主要研究内容本文利用机器视觉对田间自然生长的成熟期待采白芦笋进行图像采集、识别、定位与机器人自动化采收的问题进行了研究，借助实验室已有的一种白芦笋采收末端执行器，结合末端执行器的工作原理，通过研究一种可以应用于白芦笋选择性采收机器人的控制系统完成白芦笋的智能采收工作。结合项目研究内容，以白芦笋自动化采收控制系统为研究对象，以实现白芦笋的选择性、自动化、精确化采收，研究内容主要涉及以下几个
【参考文献】：
期刊论文
[1]A stiffness-adaptive control system for nonlinear stiffness actuators[J]. Yaru ZHAO,Zhibin SONG,Tianyu MA,J.S.DAI. Science China（Information Sciences）. 2019(05)
[2]基于机器视觉的工件自动分拣系统研究[J]. 梁涵. 农机使用与维修. 2019(02)
[3]图像处理在机械手视觉定位控制中的应用[J]. 江燕,江艾梓. 电气传动. 2019(02)
[4]基于机器视觉检测的码垛机器人控制系统设计[J]. 邱素贞,李庆年,卢志翔,阮承海. 包装工程. 2019(03)
[5]基于视觉的机器人自主定位与障碍物检测方法[J]. 丁斗建,赵晓林,王长根,高关根,寇磊. 计算机应用. 2019(06)
[6]基于Faster R-CNN的机器人目标检测及空间定位[J]. 郭毓,苏鹏飞,吴益飞,郭健. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(12)
[7]我国芦笋产业的发展现状及发展趋势[J]. 鲁博. 上海蔬菜. 2018(04)
[8]一种球形机器人视觉定位系统研究[J]. 赵鹏,战强. 机械制造与自动化. 2018(03)
[9]机器人视觉技术[J]. 付旭程. 电子技术与软件工程. 2018(06)
[10]芦笋机械化收获技术现状与发展分析[J]. 陈度,ZHANG Qin,王书茂,王新. 中国农业大学学报. 2016(04)
博士论文
[1]温室番茄收获机器人选择性收获作业信息获取与路径规划研究[D]. 王新忠.江苏大学 2012
[2]智能移动式水果采摘机器人系统的研究[D]. 顾宝兴.南京农业大学 2012
硕士论文
[1]地面机器人路径规划及其控制研究[D]. 薛文艳.河北科技大学 2019
[2]基于视觉引导的粉末冲压机器人上下料系统[D]. 王祺翔.江苏科技大学 2018
[3]基于单目视觉的摄像机标定与立体匹配技术的研究[D]. 梁立超.沈阳工业大学 2018
[4]基于机器视觉的点胶机工件定位研究[D]. 漆志亮.南昌大学 2018
[5]白芦笋选择性采收末端执行器优化设计与试验研究[D]. 杜帅.山东农业大学 2018
[6]3M-50型自主作业式温室弥雾机控制系统开发与试验[D]. 陈宝林.山东农业大学 2018
[7]基于视觉的扫地机器人导航系统设计与实现[D]. 李敏.中国科学技术大学 2018
[8]基于单目视觉的扫地机器人定位算法设计及实现[D]. 王晓彤.中国科学技术大学 2018
[9]基于单目视觉的环境特征提取与位姿估计算法研究[D]. 冯剑锋.浙江理工大学 2018
[10]基于视觉定位的机械臂运动控制[D]. 陈茜.电子科技大学 2018
本文编号：2984867
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/2984867.html
