水果生產(chǎn)環(huán)節(jié)由于農(nóng)藝復(fù)雜精細(xì),傳統(tǒng)機(jī)械化農(nóng)機(jī)無法應(yīng)用,仍屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè),這帶來了各種規(guī)模管理和水果品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化方面的難題。以機(jī)器人及人工智能代替人工介入水果生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié),被認(rèn)為是解決以上問題最有希望的答案。本文主要研究在機(jī)械化果園環(huán)境下實現(xiàn)果園機(jī)器人自主巡航的關(guān)鍵技術(shù)以及嘗試研制一臺能夠?qū)崿F(xiàn)自主巡航的果園機(jī)器人移動平臺樣機(jī)。為使本研究具有現(xiàn)實意義,本文在研制過程中堅持兩個設(shè)計原則:保證技術(shù)實現(xiàn)成本的經(jīng)濟(jì)性、保證機(jī)器人對果場環(huán)境適配的靈活性。主要工作如下:(1)基于前述兩大原則,進(jìn)行了果園巡航作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)方案設(shè)計。分析了果園巡航機(jī)器人的系統(tǒng)設(shè)計要求、開放式模塊化設(shè)計思想,并給出了包括機(jī)械本體、控制系統(tǒng)、軟件框架在內(nèi)的總體方案設(shè)計。(2)基于三種移動機(jī)器人環(huán)境地圖構(gòu)建模型,分析了果園巡航作業(yè)機(jī)器人對環(huán)境地圖的具體要求,在此基礎(chǔ)上提出利用無人機(jī)航拍測繪果園環(huán)境,并結(jié)合圖像處理算法與人機(jī)交互方式創(chuàng)建機(jī)器人外部環(huán)境地圖。(3)對比分析了果園機(jī)器人的輪式行走機(jī)構(gòu)和履帶行走機(jī)構(gòu),建立了履帶行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)模型并分析了滑移現(xiàn)象,為通過履帶驅(qū)動輪電機(jī)的控制指令進(jìn)行機(jī)器人航位推測打好理論基礎(chǔ)。(4)...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1基于平行紋理分析的作物行檢測新西蘭坎特伯雷大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的MostafaSharifi等人提出了另一種新穎的視覺導(dǎo)航算法

圖1.1基于平行紋理分析的作物行檢測蘭坎特伯雷大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的MostafaSharifi等人提出了另一種法。他們首先通過攝像機(jī)采集機(jī)器人前方圖像，然后利用均值漂移類，然后基于圖像分割理論的一種分類算法將聚類后的圖像劃分三個類別，最后對土地類的二值圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用哈夫變換....

圖1.2基于圖像聚類算法的果樹行檢測卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的J.Zhang等人則提出了一種利用三維激光雷達(dá)獲取三維點云數(shù)據(jù)，并用以進(jìn)行作物行檢測和農(nóng)田機(jī)器人導(dǎo)航的新方法

最后對土地類的二值圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用哈夫變換提取路徑特征。如圖1.2所示，實驗結(jié)果表明該算法可以很好地對各類行種植果園路徑進(jìn)行準(zhǔn)確提取[15]。

圖1.3欠驅(qū)動水果采摘機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖

通過對每一個抓取部件結(jié)構(gòu)參數(shù)做設(shè)計優(yōu)化，最終達(dá)到使被抓取果樹外表效果。文章還對尺寸定型后的執(zhí)行器機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動力學(xué)仿真分析，以模擬不象尺寸、不同的機(jī)構(gòu)彈簧剛度系數(shù)下被抓果樹表面的受力分布情況。整個末控制板基于ARM結(jié)構(gòu)MCU，能夠控制驅(qū)動電機(jī)以實現(xiàn)預(yù)設(shè)抓取力度和可力的功能[1....

圖1.4欠驅(qū)動水果采摘機(jī)械手動作流程

圖1.4欠驅(qū)動水果采摘機(jī)械手動作流程內(nèi)容個章節(jié)主要內(nèi)容安排如下：要介紹了本文研究課題的背景和意義，對果園巡航作業(yè)機(jī)題進(jìn)行了詳盡分析，并綜述了果園機(jī)器人的國內(nèi)外研究現(xiàn)出果園巡航作業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)要求和模塊化設(shè)計思路，在計和軟件框架設(shè)計。析了果園巡航作業(yè)機(jī)器人對環(huán)境地圖的具體要求，....

本文編號：3982670