發(fā)布時間：2021-02-16 05:35

　　我國葡萄產量世界第一,栽培面積世界第三,但其收獲仍以人工為主。勞動強度大、成本高,機械化、自動化程度低,嚴重制約葡萄產業(yè)的發(fā)展。隨著科技的不斷成熟,如何實現葡萄收獲自動化、智能化成為當前的研究重點。本文以棚架葡萄為研究對象,對棚架葡萄采摘機械臂的定位與運動控制展開研究,旨在提高棚架葡萄采摘效率,為收獲機器人的發(fā)展提供借鑒和參考。本文主要完成了四方面工作:（1）構建雙目視覺定位系統并對采集的葡萄圖像進行預處理。首先,建立相機線性模型,對相機線性模型中存在的切向畸變和徑向畸變進行分析、矯正;然后,利用張正友平面標定法對相機標定,確定相機的內部參數、外部參數和各坐標系間轉換關系。最后,為提高棚架葡萄采摘點的識別成功率,對相機采集到的圖像進行預處理。圖像預處理主要包括數學形態(tài)學、邊界表示、圖像表示和特征提取等內容。（2）對棚架葡萄采摘點定位的研究。利用Image-Pro Plus軟件分析相機所采集圖像各通道間的聯系,根據分析結果提出RGB空間下的色差法識別二維平面葡萄。為解決光照和閾值選取對色差法識別結果的影響,提出一種基于HSI空間的自適應閾值法識別二維平面葡萄位置,確定葡萄定位點坐標。為確... 

【文章來源】：山東農業(yè)大學山東省

【文章頁數】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Wall-Ye葡萄采摘機器人

草莓采摘機械臂的關節(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，有助于對機械臂進行精確控制（梅紅等，2009）。2.3 現有收獲機械國內外的葡萄采收機械多為大型機械且僅適用于籬壁式種植的釀酒葡萄。其中，科學家研制的一款葡萄采收機器人Wall-Ye，如圖1-3所示。這款葡萄收獲機器人可過跟蹤功能和AI功能對周圍環(huán)境進行測繪，對葡萄進行識別，并且能夠在測繪過程攝目標照片傳送到處理器（Diago,etal.,2015）。出于安全考慮，Wall-Ye只能在程序的種植園或農場中工作，如果超出該區(qū)域則無法正常工作，甚至會進行程序自毀圖1-4所示是由西班牙拉里奧哈大學和其他8家葡萄酒商聯合研發(fā)的VineRobot葡摘機器人（Francisco,etal.,2015）。VineRobot配備RGB立體機器視覺系統和GPS系統集的數據可利用衛(wèi)星傳輸到移動設備對應的軟件中，達到實時觀察葡萄生長情況的。同時，VineRobot使用太陽能供能，可在種植園內任意走動，無需額外提供動力

圖 1-5 BRAUD9090X 和 BRAUD9080L 型葡萄收獲機Fig.1-5 Grape harvester BRAUD9090X and BRAUD9080L德國ERO公司生產的“葡萄游輪6000”收獲機如圖1-6所示。這款收獲機的駕駛艙玻璃構造，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�！惫δ苤g任意切換。機器內部安裝的2臺彩色監(jiān)控器能夠實時觀察調控程序行。另外，“葡萄游輪6000”收獲機配備多個鼓風機可以實現對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（Belgacem, et al., 2014）。這萄收獲機有人工操作和自動操作兩種模式，人工駕駛艙內配備多個控制桿和顯示觸，能夠監(jiān)測每個收集箱的容量變化。G7-240配有14個振動器，最低可以對距離地面米的葡萄進行采摘。G7-240上安裝的凈化系統，能夠去除葡萄上殘留的果梗。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]移動機器人低能耗最優(yōu)路徑規(guī)劃方法[J]. 張浩杰,蘇治寶,HERNANDEZ D E,蘇波.  農業(yè)機械學報. 2018(09)
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[5]基于卷積神經網絡的田間多簇獼猴桃圖像識別方法[J]. 傅隆生,馮亞利,Elkamil Tola,劉智豪,李瑞,崔永杰.  農業(yè)工程學報. 2018(02)
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[7]新疆釀酒葡萄振動采收裝置設計與試驗[J]. 蒙賀偉,李成松,坎雜,李亞萍.  農機化研究. 2017(10)
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[9]抓持-旋切式欠驅動雙指手葡萄采摘裝置設計與試驗[J]. 尹建軍,陳永河,賀坤,劉繼展.  農業(yè)機械學報. 2017(11)
[10]基于自適應趨近律的采摘機器人關節(jié)滑�？刂蒲芯縖J]. 袁玉霞,朱小會.  農機化研究. 2017(07)

碩士論文
[1]基于單目視覺圖像焊縫檢測與機器人自動跟蹤方法研究[D]. 陳石濤.江蘇理工學院 2018
[2]中國葡萄酒產區(qū)分布及氣候變化對其影響分析[D]. 謝喜麟.西北農林科技大學 2018
[3]提升性能的多控制器切換控制[D]. 侯闊.河北大學 2017
[4]獼猴桃采摘機器人目標果實空間坐標獲取方法的研究[D]. 王濱.西北農林科技大學 2016
[5]圖像測量技術及其應用研究[D]. 江曉.廈門大學 2008
[6]鮮食葡萄品種對比試驗及生物學特性研究[D]. 劉存宏.山東農業(yè)大學 2006



本文編號：3036260