21世紀(jì)以來(lái),自動(dòng)化技術(shù)飛躍發(fā)展,并已經(jīng)滲入到農(nóng)業(yè)的各項(xiàng)生產(chǎn)中,農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和智能化越來(lái)越受到人們的關(guān)注。其中農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人是典型的自動(dòng)化和智能化的產(chǎn)物,成為全世界科研人員研究的熱點(diǎn)之一。農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人是一個(gè)復(fù)雜的綜合性系統(tǒng),采摘機(jī)構(gòu)是其具備采摘功能的重要基礎(chǔ)性部件。為此,本文研究設(shè)計(jì)了基于視覺(jué)伺服的農(nóng)業(yè)機(jī)器人并聯(lián)采摘機(jī)構(gòu),運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)識(shí)別和定位目標(biāo),通過(guò)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)建立目標(biāo)在圖像中的位置與并聯(lián)采摘機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制量之間的關(guān)系,單片機(jī)接收到控制量后通過(guò)繼電器模塊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)推桿,完成對(duì)并聯(lián)采摘機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）設(shè)計(jì)了并聯(lián)采摘機(jī)構(gòu)機(jī)械本體,介紹并聯(lián)機(jī)構(gòu)的組成,進(jìn)行了自由度分析和求取位置逆解,用Adams軟件對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。（2）成計(jì)了并聯(lián)采摘機(jī)構(gòu)的視覺(jué)系統(tǒng)和控制系統(tǒng),采集了圖像信息,并用OpenCV對(duì)圖像進(jìn)行圖像處理,例如灰度化處理、閾值化處理、開(kāi)閉運(yùn)算處理等,消除背景干擾,識(shí)別出多個(gè)目標(biāo)后選擇面積最大的作為優(yōu)先采摘的目標(biāo),在圖像上求解該目標(biāo)最小外切矩形四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算出目標(biāo)質(zhì)心的位置。（3）根據(jù)目標(biāo)與采摘口在圖像上的坐標(biāo),計(jì)算出兩者之間的像素距離值,以及他們的連線... 

【文章來(lái)源】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 視覺(jué)伺服研究現(xiàn)狀
    1.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.5 課題研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
        1.5.1 研究?jī)?nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
第二章 并聯(lián)采摘機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
    2.1 概述
    2.2 視覺(jué)伺服并聯(lián)采摘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)介紹
        2.2.2 機(jī)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計(jì)
        2.2.3 機(jī)構(gòu)自由度分析
    2.3 機(jī)構(gòu)位置求解
        2.3.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的組成及其簡(jiǎn)圖
        2.3.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)坐標(biāo)系的建立
        2.3.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置反解求取
        2.3.4 算例分析
    2.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的ADAMS仿真
        2.4.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的搭建
        2.4.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的ADAMS仿真
    2.5 本章小結(jié)
第三章 視覺(jué)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    3.1 采摘機(jī)構(gòu)的視覺(jué)系統(tǒng)構(gòu)建
        3.1.1 采摘機(jī)構(gòu)硬件介紹
        3.1.2 采摘機(jī)構(gòu)硬件連接
        3.1.3 軟件介紹
    3.2 圖像的采集
        3.2.1 攝像機(jī)透鏡成像模型
        3.2.2 采集棉花圖像
    3.3 圖像的處理
        3.3.1 圖像灰度化處理
        3.3.2 閾值化處理
        3.3.3 圖像形態(tài)學(xué)處理
    3.4 目標(biāo)輪廓的求取
    3.5 本章小結(jié)
第四章 采摘控制原理與實(shí)驗(yàn)
    4.1 視覺(jué)伺服基本原理
    4.2 目標(biāo)定位與控制策略
        4.2.1 目標(biāo)棉花定位方法
        4.2.2 控制策略
    4.3 棉花采摘的實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的串口通信
        4.3.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的求解
        4.3.3 單片機(jī)程序處理
    4.4 原理性實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 研究工作總結(jié)
    5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    5.3 后續(xù)研究工作的建議與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Simulink的采摘機(jī)器人智能控制系統(tǒng)云平臺(tái)仿真[J]. 白克,王龍.  農(nóng)機(jī)化研究. 2021(08)



本文編號(hào)：3304931