農(nóng)作物表型信息是育種專家判別種子優(yōu)良與否的重要依據(jù),是種子篩選的重要參考。長期以來農(nóng)作物表型信息檢測主要依靠育種專家蹲守地頭,人工采集,不僅工作量大,而且效率低,特別由于農(nóng)作物生產(chǎn)周期的限制,育種專家手工采集的農(nóng)作物表型信息往往不夠充分,影響了種子性能的準確評估。因此研發(fā)一種農(nóng)作物表型快速檢測機器人系統(tǒng),實現(xiàn)農(nóng)作物表型信息的快速檢測對育種領域而言具有重要研究意義和價值。本文從農(nóng)作物表型信息快速檢測的迫切需求出發(fā),開展了農(nóng)作物表型快速檢測機器人系統(tǒng)的研究工作,在中國科學院重點部署項目“現(xiàn)代農(nóng)資經(jīng)營與智能農(nóng)業(yè)服務系統(tǒng)(編號2012BAH20B02)”子課題“高通量育種作物本體與環(huán)境快速檢測裝置(編號Y622A21291)”支持下,研制了一套農(nóng)作物表型快速檢測機器人系統(tǒng),用以實現(xiàn)農(nóng)作物表型的快速檢測。本文在分析農(nóng)作物表型快速檢測研究現(xiàn)狀和技術(shù)需求的基礎上,明確了機器人系統(tǒng)的指標參數(shù),設計了機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu),分析了機構(gòu)的有限元特性,開發(fā)了農(nóng)作物表型快速檢測機器人控制系統(tǒng),研究了基于機器視覺的機器人操作對象的定位問題,研制了一套農(nóng)作物表型快速檢測機器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)目前安裝在龍亢農(nóng)場,為育種專家實時...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 相關(guān)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 農(nóng)作物表型快速檢測機器人研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于相機的機器人操作對象三維定位方法研究現(xiàn)狀
    1.3 課題來源及研究意義
    1.4 本文主要內(nèi)容
第2章 農(nóng)作物表型快速檢測機器人系統(tǒng)
    2.1 設計目標及要求
    2.2 農(nóng)作物表型快速檢測機器人系統(tǒng)機構(gòu)與技術(shù)參數(shù)
        2.2.1 總體結(jié)構(gòu)
        2.2.2 工作原理
        2.2.3 主要技術(shù)參數(shù)
        2.2.4 安裝場地要求
    2.3 農(nóng)作物表型快速檢測機器人系統(tǒng)關(guān)鍵部件
        2.3.1 大車運行機構(gòu)
        2.3.2 電氣系統(tǒng)
        2.3.3 升降移動平臺
        2.3.4 六自由度操作機械臂
        2.3.5 雙目立體視覺系統(tǒng)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 農(nóng)作物表型快速檢測移動機構(gòu)設計與有限元分析
    3.1 農(nóng)作物表型快速檢測移動機構(gòu)設計
        3.1.1 主梁設計
        3.1.2 支架機構(gòu)設計
    3.2 農(nóng)作物表型快速檢測移動機構(gòu)主梁的有限元分析
        3.2.1 主梁的三維建模
        3.2.2 主梁工況分析
        3.2.3 主梁有限元分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 農(nóng)作物表型快速檢測機器人控制系統(tǒng)
    4.1 農(nóng)作物表型快速檢測機器人系統(tǒng)控制流程
    4.2 RLM-S紅外測距儀
        4.2.1 紅外測距儀工作原理
        4.2.2 RLM-S紅外測距儀通訊協(xié)議
    4.3 PLC工作原理與控制程序設計
        4.3.1 PLC工作原理
        4.3.2 信捷XDM-32T PLC性能
        4.3.3 PLC控制程序設計
        4.3.4 PLC控制界面設計
    4.4 農(nóng)作物表型快速檢測移動機器人系統(tǒng)實驗結(jié)果與分析
    4.5 ER6C60六自由度機械臂的通訊與控制
        4.5.1 ER6C60機械臂通訊方式
        4.5.2 控制流程與控制軟件編寫
    4.6 本章小結(jié)
第5章 農(nóng)作物表型快速檢測機器人操作定位問題研究
    5.1 農(nóng)作物表型快速檢測機器人系統(tǒng)操作定位需求分析
    5.2 雙目立體視覺定位研究
        5.2.1 參考坐標系
        5.2.2 相機小孔模型
        5.2.3 相機內(nèi)參數(shù)模型
        5.2.4 相機的外參數(shù)模型
        5.2.5 雙目立體視覺定位原理
    5.3 基于OpenCV像機內(nèi)參數(shù)的標定
        5.3.1 OpenCV簡介
        5.3.2 攝像機的標定方法
        5.3.3 基于OpenCV相機內(nèi)外參數(shù)的標定
    5.4 基于OpenCV相機測距
        5.4.1 基于OpenCV的圖像預處理
        5.4.2 基于OpenCV的圖像邊緣檢測
        5.4.3 基于OpenCV圖像匹配原理
        5.4.4 基于MFC的雙目立體視覺測距控制軟件設計
        5.4.5 系統(tǒng)工作流程圖
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文及取得的其他研究成果



本文編號：3841461