在农业生产的过程中,采摘是十分重要的环节。采摘往往会消耗大量的时间和人力成本,但受到果蔬季节性的影响,采摘工作又具有很大的时间限制。针对这种情况,我国加强了技术研究,将自动化、智能化等技术应用在采摘作业中,采摘机器人应运而生。本文主要就数控技术在采摘机器人作业中的应用进行了相关的阐述和分析。
作者:于宝群; 赵珊 期刊:《中国新技术新产品》 2019年第21期
随着我国制造业的高速发展和机械化水平的不断提高,苹果采摘实现机械化是一种必然趋势。苹果采摘是整个苹果生产中最为重要的一个环节。当前苹果采摘大多是以人工为主,同机械化采摘相比费时费力,同时高枝苹果的采摘还具有一定的危险性。因此实现苹果采摘的机械化变得越来越迫切,发展机械化的采摘技术,有助于解放劳动力,提高生产效率,降低生产成本。采摘机器人是未来智能农业机械化的发展方向,具有广阔的应用前景。
作者:刘铮; 刘英; 沈鹭翔 期刊:《林业机械与木工设备》 2019年第10期
针对目前果实采摘人工成本高、平均采摘周期长、果实损伤率偏高等问题设计了一种适用于青梅及类球形果实的采摘机器人。根据青梅果实的形状以及生长特性,使用UG软件设计了一种针对青梅以及类球形果实的五自由度机械臂(包括两个移动自由度和三个转动自由度),该机械臂采用履带式运动底盘,由可升降、可旋转的运动躯干和包括两个转动关节及一个移动关节的机械手臂组成。本设计采用螺杆驱动的回转式末端执行器,该执行器包括三根手指,在...
作者:岳有军; 田博凯; 王红君; 赵辉 期刊:《中国农机化学报》 2019年第10期
苹果检测是苹果采摘系统中的关键环节,为实现复杂环境下苹果采摘机器人视觉系统对苹果的识别和定位,提出一种基于深度学习的方法,通过改进的Mask RCNN网络对苹果进行检测研究。该方法在原始Mask RCNN网络的基础上,增加边界加权损失函数,能够使边界检测结果更为精确。训练后的模型在验证集下的AP值为92.62%。通过比较Mask RCNN与Faster RCNN、YOLO v3和传统分割算法K-means算法在不同数目,不同光照和绿色苹果情况下的检测效果,试验...
作者:秦晓明; 谷利芬 期刊:《农机化研究》 2020年第03期
首先介绍了苹果采摘机器人本体模型,采用图像预处理提取苹果园区路径图像的特征值;然后,基于极限学习机的路径导航模型计算和求解苹果采摘机器人本体的最优导航路径,并利用MatLab软件进行了路径导航仿真试验。试验结果表明:该系统具有很好的避障和路径导航能力,能够有效规划出最短的避障路径,从而达到智能导航的目的,验证了整个系统的可靠性和可行性。
为了提高采摘机械手执行末端的定位精度和动作效率,提出了一种基于PLC的三自由度机械手控制系统设计方案,并对控制系统的硬件结构和软件执行流程进行了详细的设计,采用步进电机和PLC编程控制实现了采摘机械手执行末端的三自由度动作。为了验证方案的可行性,建立了MCGS组态环境界面,并对系统的运行进行监控和仿真调试。结果表明:采用PLC编程控制器可以成功地实现采摘执行末端的自动控制,采摘机械手执行末端具有较高的控制精度和执行...
作者:赵旭; 耿瑞焕 期刊:《农机化研究》 2020年第08期
针对采摘机器人对目标水果分级难度高、误差大等问题,提出了一种基于DSP和帧内编码的采摘机器人数字视频监控系统,对水果等进行识别和分级。系统可根据水果瑕疵面积和RGB三色直方图,对果实成熟度进行判断。试验结果表明:采摘机器人识别和判定结果与市场分级结果一致,系统检测精度高,性能可靠,可以满足水果识别分级的设计需求。
为对采摘机器人的识别与定位功能进行优化,将排球机器人的运动规划原理与采摘机器人的控制要求相结合进行应用探讨。通过搭建采摘机器人对果实的识别定位理论模型,运用核心图像识别与处理算法,硬件配置动作执行协调及软件系统后台指令控制,实现多功能性传感装置信息数据的合理性采集与传输,达到实时定位目标。进行了采摘机器人的识别与定位试验,结果表明:在排球机器人运动规划与控制机理下,通过目标与定位图像的有效抓取,采摘定位...
为更深层次对我国采摘机器人的结构与控制进行改进优化,结合足球比赛的命中率机理,对采摘机器人的远程监控系统进行了设计。明确足球命中机理的核心控制概念,将足球比赛命中率与远程采摘机器人监控有效融合,建立采摘监控理论模型,并进行基于足球命中率的远程采摘监控试验。试验结果表明:选择步进电机转速范围为250~300r/min内,采摘作业的采摘损伤率由设计前的0.53%降至0.26%,降低约50%以上;采摘的综合效率由97.14%提升至98.83%,整...
作者:冯亚丽; 李敏; 张玉华 期刊:《农机化研究》 2020年第08期
远程实时监测是采摘机器人远程调度和控制的重要依据,针对当前视频监控平台凸显的瓶颈,如流媒体服务器负载过重、容灾能力弱、扩展能力弱等缺点,结合当前流行的开源分布式框架Hadoop,提出了基于分布式视频存储和并行计算视频处理的采摘机器人远程监测控制云平台系统。为了验证方案的可行性,以采摘机器人自动引导设备(AGV)远程监测和控制系统的设计为例,对使用云平台技术的通信误差和控制精度进行了测试,并对使用和不使用远程监测系...
作者:赵晓红; 李海玉 期刊:《农机化研究》 2020年第04期
为了实现采摘自动化,加快采摘机器人的普及,在成本低廉的测距传感器模糊控制避障系统的基础上,设计了新型摘机器人避障系统。基于篮球战术规则设计了模糊规则库,提高了避障精度。系统包括避障系统、目标导引系统、权重分析系统和动作融合系统,最终输出机器人的速度V和转角Δθ。通过控制左右两驱动电机,实现机器人的速度V和转角Δθ。本系统具有成本低及工作可靠性高的特点,通过系统仿真发现,与传统的传感器模糊控制避障系统相比,该系...
提出了贝叶斯网络分类算法和采摘机器人故障诊断节点的选取的方法,建立了采摘机器人故障诊断贝叶斯网络模型,并从采摘机器人动力故障和执行器故障两方面进行了分析研究。实验结果表明:TAN贝叶斯网络算法在诊断正确率和耗时时间两方面,都明显优于NB算法,说明该系统不仅适用于采摘机器人动力故障和执行器故障诊断,且能够较大地提高故障诊断正确率和效率。
为了减少采摘机器人采摘误差、提高其工作效率,首先介绍了肌电信号采集处理和手势识别算法、然后设计了系统的整体框架,最后阐述了采摘机器人机械手执行机构和驱动结构的控制原理。测试结果表明:与LDA、SVM算法相比,ANN算法手势识别时间更短、识别准确度更高,能够大大提高采摘效率和成熟果实准确度,具有一定的现实意义。
作者:刘晓洋; 赵德安; 贾伟宽; 阮承治; 姬伟 期刊:《农业机械学报》 2019年第11期
针对苹果采摘机器人在自然环境下对着色不均匀果实的识别分割问题,提出了基于超像素特征的苹果采摘机器人果实分割方法。首先,采用简单线性迭代聚类算法将图像分割成内部像素颜色较为一致的若干超像素单元;然后,提取每个超像素的纹理和颜色特征,并采用支持向量机将超像素分为果实和背景两个类别;最后,根据超像素之间的邻接关系对分类结果进行进一步修正。实验表明,该方法能够对大部分超像素单元进行正确分类,平均每幅图像被错误分...
作者:于杨; 崔天时; 董桂菊 期刊:《信息技术与网络安全》 2010年第04期
通过对青椒RGB模型、颜色因子、直方图阈值的分析,提出了一种颜色特征与直方图阈值相结合进行田间青椒图像分割的方法,该方法无需灰度转换。试验结果表明,该算法能很好地从图像背景中分离田间青椒果实,并较好地保存青椒轮廓信息,分割成功率高于85%。进一步对分割的图像进行平滑,形态学处理,如膨胀、腐蚀等,可以有效消除孔洞现象,有利于对青椒的进一步识别。
据报道,一种新型的智能工具——“柔软”机器人手臂即将诞生。此机器人手臂能够区分水果成熟度,并完成采摘、包装等一系列动作。其具备一个类似橡胶材质且中间具有腔室的中空“手指”,这个“手指”可以通过自身的弯曲甚至扭曲来适应物体的各种不规则形状。与此同时.机器人内置的一套智能应用程序可以轻而易举地区分水果或者蔬菜是否已经成熟。该“柔软”手臂机器人相较于人工劳动力成本更低,可以节省大量的资源。
通过对一些具有代表性的机器人进行分析,总结归纳出了目前采摘机器人在技术上、工况上和实用性发展所面临的一些主要问题,同时提出了一些合理的研究方向和对策。
作者:赵德安; 吴任迪; 刘晓洋; 赵宇艳 期刊:《农业工程学报》 2019年第03期
为提高苹果采摘机器人的工作效率和环境适应性,使其能全天候的在不同光线环境下对遮挡、粘连和套袋等多种情况下的果实进行识别定位,该文提出了基于YOLOv3(you only look once)深度卷积神经网络的苹果定位方法。该方法通过单个卷积神经网络(one-stage)遍历整个图像,回归目标的类别和位置,实现了直接端到端的目标检测,在保证效率与准确率兼顾的情况下实现了复杂环境下苹果的检测。经过训练的模型在验证集下的mAP(mean average preci...
作者:杨帆; 李鹏飞; 刘庚; 王伟斌 期刊:《西安理工大学学报》 2018年第04期
自然环境下橘子目标被枝叶遮挡或者果实之间重叠现象非常普遍,环境的复杂性给采摘机器人视觉系统的目标识别与定位带来极大困难,提出了一种将K-means聚类算法与Canny边缘检测算法相结合的方法,识别出枝叶遮挡多果重叠工况下橘子的完整轮廓,对橘子轮廓的几何参数和实际坐标进行计算,完成了目标物的定位。首先采用K-means聚类算法从原始图像中分割橘子目标区域,应用Canny边缘检测算法识别橘子目标区域的轮廓,再通过Hough梯度圆变换检...
随着科技的发展,农业领域也逐渐引入一些高科技产品,比如农业机器人。中国在农业机器人研究与开发方面尚处于起步阶段,但已取得显著成果。目前我国已开发出的农业机器人有:耕耘机器人、除草机器人、施肥机器人、喷药机器人、蔬菜嫁接机器人、收割机器人、采摘机器人等,一起来看看吧!