荔枝采摘機(jī)器人雙目視覺(jué)的動(dòng)態(tài)定位誤差分析
本文選題:收獲 切入點(diǎn):機(jī)器人 出處:《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2016年05期
【摘要】:擾動(dòng)引起的隨機(jī)誤差成為采摘機(jī)器人視覺(jué)定位的難題。為了探索荔枝采摘機(jī)器人視覺(jué)定位誤差,首先用雙目視覺(jué)系統(tǒng)和模擬擾動(dòng)的震動(dòng)平臺(tái)對(duì)荔枝結(jié)果母枝采摘點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行定位試驗(yàn),檢測(cè)其實(shí)際位置,獲得誤差數(shù)據(jù);然后,提出了一種動(dòng)態(tài)定位誤差分析方法,根據(jù)誤差變化規(guī)律將動(dòng)態(tài)定位誤差劃分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差;最后,用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)2類(lèi)誤差分別進(jìn)行定量分析和評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,定位距離為600~1 000 mm時(shí),系統(tǒng)誤差與動(dòng)態(tài)定位誤差的變化趨勢(shì)基本一致,視覺(jué)深度方向、水平方向最大動(dòng)態(tài)定位誤差分別為58.8和17.3 mm。系統(tǒng)誤差置信區(qū)間較窄,視覺(jué)深度方向系統(tǒng)誤差與定位距離呈較強(qiáng)的線性相關(guān)性,水平方向則表現(xiàn)為非線性。擾動(dòng)下的隨機(jī)定位誤差服從正態(tài)分布,視覺(jué)深度方向、水平方向間的隨機(jī)誤差相關(guān)性較弱。視覺(jué)深度方向受擾動(dòng)的影響較大,隨機(jī)誤差遠(yuǎn)大于水平方向,且不確定度較高。研究結(jié)果為荔枝采摘機(jī)器人視覺(jué)定位系統(tǒng)校準(zhǔn)和動(dòng)態(tài)定位方案設(shè)計(jì)提供依據(jù),為機(jī)構(gòu)容錯(cuò)糾錯(cuò)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。
[Abstract]:Random error caused by disturbance has become a difficult problem for picking robot.In order to explore the visual positioning error of litchi picking robot, first of all, using binocular vision system and vibration platform simulating disturbance to locate the 3D coordinate of the picking point of the mother branch of litchi result, to detect its actual position and obtain the error data.In this paper, a dynamic positioning error analysis method is proposed, which is divided into systematic error and random error according to the law of error variation. Finally, the two kinds of errors are quantitatively analyzed and evaluated by statistical method.The confidence interval of the system error is narrow, the system error of the visual depth direction is linearly correlated with the location distance, and the horizontal direction is nonlinear.The random positioning error under disturbance is weakly correlated with normal distribution, visual depth direction and horizontal direction.The visual depth direction is greatly affected by the disturbance, the random error is far greater than the horizontal direction, and the uncertainty is high.The results provide the basis for the calibration of the vision positioning system and the design of the dynamic positioning scheme for the Litchi picking robot, and provide theoretical basis and practical guidance for the fault tolerance and error correction of the mechanism.
【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;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31571568;31171457)
【分類(lèi)號(hào)】:TP242;TP391.41
【共引文獻(xiàn)】
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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】
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10 王燕;黃瓜采摘機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制系統(tǒng)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年
,本文編號(hào):1722146
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