我國葡萄產(chǎn)量世界第一,栽培面積世界第三,但其收獲仍以人工為主。勞動(dòng)強(qiáng)度大、成本高,機(jī)械化、自動(dòng)化程度低,嚴(yán)重制約葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著科技的不斷成熟,如何實(shí)現(xiàn)葡萄收獲自動(dòng)化、智能化成為當(dāng)前的研究重點(diǎn)。本文以棚架葡萄為研究對(duì)象,對(duì)棚架葡萄采摘機(jī)械臂的定位與運(yùn)動(dòng)控制展開研究,旨在提高棚架葡萄采摘效率,為收獲機(jī)器人的發(fā)展提供借鑒和參考。本文主要完成了四方面工作:（1）構(gòu)建雙目視覺定位系統(tǒng)并對(duì)采集的葡萄圖像進(jìn)行預(yù)處理。首先,建立相機(jī)線性模型,對(duì)相機(jī)線性模型中存在的切向畸變和徑向畸變進(jìn)行分析、矯正;然后,利用張正友平面標(biāo)定法對(duì)相機(jī)標(biāo)定,確定相機(jī)的內(nèi)部參數(shù)、外部參數(shù)和各坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)換關(guān)系。最后,為提高棚架葡萄采摘點(diǎn)的識(shí)別成功率,對(duì)相機(jī)采集到的圖像進(jìn)行預(yù)處理。圖像預(yù)處理主要包括數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、邊界表示、圖像表示和特征提取等內(nèi)容。（2）對(duì)棚架葡萄采摘點(diǎn)定位的研究。利用Image-Pro Plus軟件分析相機(jī)所采集圖像各通道間的聯(lián)系,根據(jù)分析結(jié)果提出RGB空間下的色差法識(shí)別二維平面葡萄。為解決光照和閾值選取對(duì)色差法識(shí)別結(jié)果的影響,提出一種基于HSI空間的自適應(yīng)閾值法識(shí)別二維平面葡萄位置,確定葡萄定位點(diǎn)坐標(biāo)。為確... 

【文章來源】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Wall-Ye葡萄采摘機(jī)器人

草莓采摘機(jī)械臂的關(guān)節(jié)控制，跟蹤能力良好（袁玉霞等，2017）；梅紅利用一種新型面和雙冪次趨近律消除抖振，有助于對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行精確控制（梅紅等，2009）。2.3 現(xiàn)有收獲機(jī)械國內(nèi)外的葡萄采收機(jī)械多為大型機(jī)械且僅適用于籬壁式種植的釀酒葡萄。其中，科學(xué)家研制的一款葡萄采收機(jī)器人Wall-Ye，如圖1-3所示。這款葡萄收獲機(jī)器人可過跟蹤功能和AI功能對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行測(cè)繪，對(duì)葡萄進(jìn)行識(shí)別，并且能夠在測(cè)繪過程攝目標(biāo)照片傳送到處理器（Diago,etal.,2015）。出于安全考慮，Wall-Ye只能在程序的種植園或農(nóng)場中工作，如果超出該區(qū)域則無法正常工作，甚至?xí)M(jìn)行程序自毀圖1-4所示是由西班牙拉里奧哈大學(xué)和其他8家葡萄酒商聯(lián)合研發(fā)的VineRobot葡摘機(jī)器人（Francisco,etal.,2015）。VineRobot配備RGB立體機(jī)器視覺系統(tǒng)和GPS系統(tǒng)集的數(shù)據(jù)可利用衛(wèi)星傳輸?shù)揭苿?dòng)設(shè)備對(duì)應(yīng)的軟件中，達(dá)到實(shí)時(shí)觀察葡萄生長情況的。同時(shí)，VineRobot使用太陽能供能，可在種植園內(nèi)任意走動(dòng)，無需額外提供動(dòng)力

圖 1-5 BRAUD9090X 和 BRAUD9080L 型葡萄收獲機(jī)Fig.1-5 Grape harvester BRAUD9090X and BRAUD9080L德國ERO公司生產(chǎn)的“葡萄游輪6000”收獲機(jī)如圖1-6所示。這款收獲機(jī)的駕駛艙玻璃構(gòu)造，可以為工人提供更廣闊的視野。另外，工人們可以在“采收”功能和“采去梗”功能之間任意切換。機(jī)器內(nèi)部安裝的2臺(tái)彩色監(jiān)控器能夠?qū)崟r(shí)觀察調(diào)控程序行。另外，“葡萄游輪6000”收獲機(jī)配備多個(gè)鼓風(fēng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)葡萄串的去葉操作圖1-7為法國格里格爾公司制造的G7-240葡萄收獲機(jī)（Belgacem, et al., 2014）。這萄收獲機(jī)有人工操作和自動(dòng)操作兩種模式，人工駕駛艙內(nèi)配備多個(gè)控制桿和顯示觸，能夠監(jiān)測(cè)每個(gè)收集箱的容量變化。G7-240配有14個(gè)振動(dòng)器，最低可以對(duì)距離地面米的葡萄進(jìn)行采摘。G7-240上安裝的凈化系統(tǒng)，能夠去除葡萄上殘留的果梗。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3036260