研發(fā)采摘機(jī)器人輔助或代替人工采摘,是解決鮮食果蔬人力采摘?jiǎng)趧?dòng)強(qiáng)度大、效率低以及成本高等客觀(guān)問(wèn)題的重要途徑,也是智能農(nóng)機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。我國(guó)是鮮食草莓的種植和消費(fèi)大國(guó),其相對(duì)規(guī)范的栽培模式和作業(yè)環(huán)境,為自動(dòng)化采摘提供了有利條件。草莓果實(shí)姿態(tài)各異、果柄纖細(xì),采用遠(yuǎn)景圖像信息難以解決準(zhǔn)確識(shí)別定位采摘切割點(diǎn)的問(wèn)題,本文研究了遠(yuǎn)-近景組合定位方法和裝置,對(duì)末端執(zhí)行器和采摘視覺(jué)定位系統(tǒng)做了創(chuàng)新性設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究,主要完成的工作及結(jié)論如下:（1）為了在草莓采摘和收集過(guò)程中減少對(duì)草莓果實(shí)和植株造成傷害,設(shè)計(jì)了一種單驅(qū)雙夾式草莓采摘末端執(zhí)行器,該末端執(zhí)行器以氣缸為動(dòng)力源,采用只對(duì)果柄進(jìn)行剪斷并夾持的方式,通過(guò)對(duì)高架栽培的“圣誕紅”品種草莓果實(shí)以及果柄的力學(xué)參數(shù)的試驗(yàn)研究,獲得末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)參數(shù),并加工試制出樣機(jī)一臺(tái),該末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸小巧。（2）為了提高草莓采摘的定位精度,提出了一種草莓采摘的遠(yuǎn)-近景組合定位方法,搭建了草莓采摘機(jī)器人視覺(jué)定位系統(tǒng),該系統(tǒng)包括一次遠(yuǎn)景定位雙目視覺(jué)系統(tǒng)和二次近景微調(diào)視覺(jué)系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上,結(jié)合高架栽培草莓的實(shí)際種植環(huán)境,分別完成了雙目視覺(jué)系統(tǒng)和近景微調(diào)視覺(jué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參... 

【文章來(lái)源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 采摘機(jī)器人研究應(yīng)用進(jìn)展
        1.2.2 采摘末端執(zhí)行器研究進(jìn)展
        1.2.3 采摘目標(biāo)視覺(jué)定位技術(shù)研究
    1.3 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線(xiàn)
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線(xiàn)
第二章 草莓采摘末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)
    2.1 末端執(zhí)行器總體方案設(shè)計(jì)
        2.1.1 草莓采摘末端執(zhí)行器要求
        2.1.2 末端執(zhí)行器方案選擇
        2.1.3 虛擬樣機(jī)模型
    2.2 草莓采摘物理特性參數(shù)測(cè)量
        2.2.1 果實(shí)生長(zhǎng)狀態(tài)分析
        2.2.2 果實(shí)形態(tài)參數(shù)測(cè)量
        2.2.3 果柄力學(xué)參數(shù)測(cè)量
    2.3 末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)
        2.3.1 夾持行程分析
        2.3.2 驅(qū)動(dòng)部件參數(shù)設(shè)計(jì)
        2.3.3 果柄夾持力學(xué)分析
    2.4 設(shè)計(jì)參數(shù)校核
        2.4.1 剪切校核
        2.4.2 夾持校核
    2.5 本章小結(jié)
第三章 遠(yuǎn)-近景組合定位系統(tǒng)搭建
    3.1 工況環(huán)境及視覺(jué)定位過(guò)程
        3.1.1 溫室草莓栽培環(huán)境
        3.1.2 視覺(jué)系統(tǒng)構(gòu)成及工作過(guò)程
    3.2 遠(yuǎn)景雙目視覺(jué)系統(tǒng)搭建
        3.2.1 攝像機(jī)和鏡頭選型
        3.2.2 視場(chǎng)區(qū)域和作業(yè)空間規(guī)劃
        3.2.3 雙目視覺(jué)工作原理
    3.3 近景微調(diào)視覺(jué)系統(tǒng)搭建
        3.3.1 攝像機(jī)的選型
        3.3.2 近景視覺(jué)系統(tǒng)集成
    3.4 本章小結(jié)
第四章 遠(yuǎn)-近景組合定位方法研究
    4.1 雙目視覺(jué)系統(tǒng)標(biāo)定
        4.1.1 雙目視覺(jué)系統(tǒng)介紹
        4.1.2 攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)標(biāo)定
        4.1.3 雙目視覺(jué)結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定
    4.2 眼手坐標(biāo)轉(zhuǎn)化標(biāo)定
        4.2.1 遠(yuǎn)景攝像機(jī)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化標(biāo)定
        4.2.2 近景攝像機(jī)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化標(biāo)定
    4.3 采摘切割點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算
        4.3.1 采摘點(diǎn)的圖像識(shí)別
        4.3.2 采摘點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算
    4.4 近景補(bǔ)償定位控制
    4.5 本章小結(jié)
第五章 視覺(jué)系統(tǒng)試驗(yàn)與分析
    5.1 草莓采摘試驗(yàn)樣機(jī)介紹
        5.1.1 草莓采摘樣機(jī)整體結(jié)構(gòu)
        5.1.2 草莓采摘樣機(jī)工作原理
    5.2 遠(yuǎn)-近景組合定位試驗(yàn)
        5.2.1 定位精度試驗(yàn)
        5.2.2 定位精度評(píng)價(jià)試驗(yàn)
        5.2.3 重復(fù)定位精度試驗(yàn)
    5.3 采摘末端執(zhí)行器評(píng)價(jià)試驗(yàn)
        5.3.1 末端執(zhí)行器容差性試驗(yàn)
        5.3.2 末端執(zhí)行器采摘試驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于光度立體視覺(jué)的蔬菜秧苗葉片形態(tài)測(cè)量方法[J]. 馮青春,陳建,李翠玲,范鵬飛,王秀.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]夾剪一體的荔枝采摘末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)與性能試驗(yàn)[J]. 陳燕,蔣志林,李嘉威,王佳盛,劉威威,鄒湘軍.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]中國(guó)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展回顧及展望[J]. 趙春江,楊信廷,李斌,李明,閆華.  農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
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[5]高叢藍(lán)莓采摘機(jī)采摘系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 耿雷,郭艷玲,王海濱.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(03)
[6]基于視覺(jué)伺服的草莓采摘機(jī)器人果實(shí)定位方法[J]. 王糧局,張立博,段運(yùn)紅,張鐵中.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(22)
[7]草莓采摘末端執(zhí)行器摘取接觸力控制仿真[J]. 張建寶,王家忠,李娜.  江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(10)
[8]基于視覺(jué)伺服的櫻桃番茄果串對(duì)靶測(cè)量方法[J]. 馮青春,趙春江,王曉楠,王秀,貢亮,劉成良.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(16)
[9]一種剛?cè)峄炻?lián)欠驅(qū)動(dòng)草莓采摘機(jī)械手設(shè)計(jì)[J]. 李娜,王家忠,張建寶,姜海勇,劉江濤.  河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[10]機(jī)器人在溫室中的應(yīng)用研究[J]. 趙洲,朱新華,何穎,賀歡歡,鄭豪,汪鑫,安冬潔.  農(nóng)機(jī)化研究. 2015(01)

博士論文
[1]智能移動(dòng)式水果采摘機(jī)器人系統(tǒng)的研究[D]. 顧寶興.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[2]機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在果園自動(dòng)化中的應(yīng)用研究[D]. 王輝.中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 2011
[3]番茄收獲機(jī)械手機(jī)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 梁喜鳳.浙江大學(xué) 2004

碩士論文
[1]移動(dòng)機(jī)器人開(kāi)鎖作業(yè)的視覺(jué)定位與末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)[D]. 徐旭.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]蘋(píng)果采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器無(wú)損主動(dòng)抓取技術(shù)研究[D]. 唐偉.江蘇大學(xué) 2017
[3]柑橘采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)與研究[D]. 付舜.重慶理工大學(xué) 2017
[4]基于雙目立體視覺(jué)的水果識(shí)別與定位的研究[D]. 宋西平.天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2016
[5]一種多用途采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器的設(shè)計(jì)與研究[D]. 居洪玲.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[6]雙目立體視覺(jué)中圖像匹配算法的研究[D]. 王月梅.西安電子科技大學(xué) 2009
[7]攝像機(jī)標(biāo)定及相關(guān)技術(shù)研究[D]. 鄒鳳嬌.四川大學(xué) 2005
[8]草莓收獲機(jī)器人采摘系統(tǒng)研究[D]. 陳利兵.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005



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