本文關(guān)鍵詞： 機(jī)器人 算法 設(shè)計(jì) 硬件在環(huán)仿真 雙目立體視覺 葡萄 虛擬現(xiàn)實(shí)　出處：《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2017年04期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：因采摘機(jī)器人野外試驗(yàn)易受收獲季節(jié)、氣候和場(chǎng)地等諸多因素的限制,為輔助試驗(yàn)采摘機(jī)器人視覺定位及其行為控制算法,設(shè)計(jì)了基于硬件在環(huán)仿真的葡萄采摘機(jī)器人虛擬試驗(yàn)。該文先利用雙目立體視覺提取葡萄串采摘點(diǎn)及防碰包圍體等空間信息;然后以實(shí)驗(yàn)室已有的6自由度采摘機(jī)器人樣機(jī)為原型,建立三維虛擬仿真模型,運(yùn)用D-H法建立機(jī)器人坐標(biāo)變換,求解虛擬環(huán)境下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解;再以實(shí)物視覺提取的葡萄串空間信息為基礎(chǔ),運(yùn)用VC++、Javascript等編程語言在虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)EON上對(duì)采摘機(jī)器人視覺定位及其采摘行為進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)和編程實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)出一套以實(shí)物視覺與虛擬采摘機(jī)器人相結(jié)合的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)。最后,在該平臺(tái)上對(duì)葡萄采摘機(jī)器人進(jìn)行了34次虛擬試驗(yàn),試驗(yàn)中視覺定位、路徑規(guī)劃、夾剪果梗3個(gè)環(huán)節(jié)的成功率依次為85.29%、82.35%、82.35%。結(jié)果表明,該方法可很好地運(yùn)用于驗(yàn)證和試驗(yàn)采摘機(jī)器人視覺定位及其行為算法。
[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.
【作者單位】： 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)南方農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備關(guān)鍵技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31571568) 廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015A020209111,2015A020209120,2014A020208091)
【分類號(hào)】：TP391.41;TP242;TP391.9
【正文快照】： 羅陸鋒,鄒湘軍,程堂燦,楊自尚,張叢,莫宇達(dá).采摘機(jī)器人視覺定位及行為控制的硬件在環(huán)虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),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

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王麗麗;郭艷玲;王迪;劉幻;;果蔬采摘機(jī)器人研究綜述[J];林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備;2009年01期

2 張潔;李艷文;;果蔬采摘機(jī)器人的研究現(xiàn)狀、問題及對(duì)策[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2010年06期

3 夏天;以色列的溫室采摘機(jī)器人[J];山東農(nóng)機(jī)化;1997年11期

4 方建軍;移動(dòng)式采摘機(jī)器人研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2004年02期

5 宋健;張鐵中;徐麗明;湯修映;;果蔬采摘機(jī)器人研究進(jìn)展與展望[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2006年05期

6 崔玉潔;張祖立;白曉虎;;采摘機(jī)器人的研究進(jìn)展與現(xiàn)狀分析[J];農(nóng)機(jī)化研究;2007年02期

7 田素博;邱立春;秦軍偉;劉春芳;;國內(nèi)外采摘機(jī)器人機(jī)械手結(jié)構(gòu)比較的研究[J];農(nóng)機(jī)化研究;2007年03期

8 呂宏明;姬長英;;視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人中的應(yīng)用及發(fā)展[J];江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2008年02期

9 劉長林;張鐵中;楊麗;;果蔬采摘機(jī)器人研究進(jìn)展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2008年13期

10 蔣煥煜;彭永石;應(yīng)義斌;;雙目立體視覺技術(shù)在果蔬采摘機(jī)器人中的應(yīng)用[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 何蓓;劉剛;;果樹采摘機(jī)器人研究綜述[A];2007年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2007年

2 趙德安;姬偉;張超;李占坤;;果樹采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)電氣信息與自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)、中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)農(nóng)村電氣化分會(huì)科技與教育專委會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要[C];2010年

3 趙德安;呂繼東;姬偉;陳玉;張穎;;果樹采摘機(jī)器人及控制系統(tǒng)研制[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

4 石興祿;鄒湘軍;盧俊;陳強(qiáng);陳燕;王紅軍;劉天湖;;虛擬采摘機(jī)器人統(tǒng)一建模與三維動(dòng)態(tài)仿真[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

5 劉繼展;李萍萍;李智國;倪齊;;番茄采摘機(jī)器人真空吸盤裝置設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[A];紀(jì)念中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)成立30周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2009）論文集[C];2009年

6 袁挺;李偉;譚豫之;楊慶華;高峰;任永新;;溫室環(huán)境下黃瓜采摘機(jī)器人信息獲取技術(shù)研究[A];走中國特色農(nóng)業(yè)機(jī)械化道路——中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2008年

7 魏錫光;王庫;;仿自然環(huán)境條件下番茄采摘機(jī)器人設(shè)計(jì)研究[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)電氣信息與自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)、中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)農(nóng)村電氣化分會(huì)科技與教育專委會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 本報(bào)記者 段佳;果蔬采摘機(jī)器人有了三維視力[N];大眾科技報(bào);2009年

2 呂繼東 趙德安 姬偉 陳玉;淺談國內(nèi)外采摘機(jī)器人[N];中國農(nóng)機(jī)化導(dǎo)報(bào);2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 顧玉宛;基于并行計(jì)算的蘋果采摘機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D];江蘇大學(xué);2016年

2 賈偉寬;基于智能優(yōu)化的蘋果采摘機(jī)器人目標(biāo)識(shí)別研究[D];江蘇大學(xué);2016年

3 葉敏;基于運(yùn)動(dòng)行為的荔枝采摘機(jī)器人夾切容錯(cuò)設(shè)計(jì)[D];華南農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

4 顧寶興;智能移動(dòng)式水果采摘機(jī)器人系統(tǒng)的研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

5 呂繼東;蘋果采摘機(jī)器人視覺測(cè)量與避障控制研究[D];江蘇大學(xué);2012年

6 劉繼展;番茄采摘機(jī)器人真空吸持系統(tǒng)分析與優(yōu)化控制研究[D];江蘇大學(xué);2010年

7 黃鋁文;蘋果采摘機(jī)器人視覺識(shí)別與路徑規(guī)劃方法研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

8 紀(jì)超;溫室果蔬采摘機(jī)器人視覺信息獲取方法及樣機(jī)系統(tǒng)研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

9 李智國;基于番茄生物力學(xué)特性的采摘機(jī)器人抓取損傷研究[D];江蘇大學(xué);2011年

10 呂強(qiáng);柑橘采摘機(jī)器人工作場(chǎng)景信息感知技術(shù)與路徑規(guī)劃研究[D];江蘇大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王亞平;自主采摘機(jī)器人競(jìng)賽平臺(tái)系統(tǒng)研究[D];江西理工大學(xué);2015年

2 李珈慧;蘋果采摘機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

3 賀橙林;基于機(jī)器視覺的氣動(dòng)采摘機(jī)器人研究[D];上海交通大學(xué);2015年

4 李敏;果蔬快速采摘機(jī)器人柔性負(fù)載剛?cè)狁詈辖Ｅc仿真[D];北方工業(yè)大學(xué);2016年

5 田麗芳;基于純滾動(dòng)轉(zhuǎn)向的采摘機(jī)器人輪式AGV系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];江蘇大學(xué);2016年

6 王濱;獼猴桃采摘機(jī)器人目標(biāo)果實(shí)空間坐標(biāo)獲取方法的研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

7 陳鷗;蘋果采摘機(jī)器人視覺系統(tǒng)識(shí)別基礎(chǔ)方法的研究[D];燕山大學(xué);2016年

8 李占坤;果樹采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];江蘇大學(xué);2010年

9 趙慶波;果樹采摘機(jī)器人控制與避障技術(shù)研究[D];江蘇大學(xué);2008年

10 蘇帥;獼猴桃采摘機(jī)器人信息感知的基礎(chǔ)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：1447119