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虚拟现实技术的演变发展与展望 被引量：281
1
作者 邹湘军 孙健 +2 位作者 何汉武 郑德涛 陈新 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第9期1905-1909,共5页
虚拟现实技术是现代仿真技术的一个重要发展方向,是一种多源信息熔合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真。文章从中国古代的模拟飞行动物的有声风筝到现代美国飞行模拟器的发明;从虚拟现实的“ArtificialReality”到“VirtualR... 虚拟现实技术是现代仿真技术的一个重要发展方向,是一种多源信息熔合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真。文章从中国古代的模拟飞行动物的有声风筝到现代美国飞行模拟器的发明;从虚拟现实的“ArtificialReality”到“VirtualReality”、三个关键元素到三个基本特征的提出,文章首次从新的视角阐述虚拟现实技术的演变发展史及其理论形成,概括了VR发展的特点。首次提出用通式来表达VR的属性。进一步地简单介绍了VR技术在军事、工程、医学、文化教育等方面取得的成果和应用。最后展望了虚拟现实技术的发展前景,未来研究的热点。 展开更多
关键词 虚拟现实 关键元素 3I特征 通式 演变发展
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虚拟现实技术的最新发展与展望 被引量：180
2
作者 陈浩磊 邹湘军 +2 位作者 陈燕 陈燕（2） 刘天湖 《中国科技论文在线》 CAS 2011年第1期1-5,14,共6页
对虚拟现实技术的最新发展及应用领域如军事、医学、考古、教育训练、灾难重现、工业制造、娱乐、农业和计算机技术等进行了论述,提出了利用虚拟农业技术重现农作物生产过程中的病虫害及其治理过程中受污染情况的观点,对虚拟现实技术的... 对虚拟现实技术的最新发展及应用领域如军事、医学、考古、教育训练、灾难重现、工业制造、娱乐、农业和计算机技术等进行了论述,提出了利用虚拟农业技术重现农作物生产过程中的病虫害及其治理过程中受污染情况的观点,对虚拟现实技术的发展、应用前景和研究热点做了展望。 展开更多
关键词 虚拟现实 多感知交互 虚拟农业
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信息技术提升农业机械化水平 被引量：147
3
作者 罗锡文 廖娟 +4 位作者 邹湘军 张智刚 周志艳 臧英 胡炼 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第20期1-14,共14页
为适应中国现代农业建设的需要,保持中国农业机械化水平持续增长,实现中国农业可持续发展,该文提出,应将先进的信息技术融入中国农业机械的设计、制造、作业和管理等环节,使农业机械装备实现信息化和智能化,从而整体提升农业机械化水平... 为适应中国现代农业建设的需要,保持中国农业机械化水平持续增长,实现中国农业可持续发展,该文提出,应将先进的信息技术融入中国农业机械的设计、制造、作业和管理等环节,使农业机械装备实现信息化和智能化,从而整体提升农业机械化水平。文中介绍了参数化设计、基于知识工程的农机产品设计、基于产品数据管理的并行协同设计等农机产品设计的关键技术;柔性制造、计算机集成制造、虚拟与网络制造等农机产品制造的关键技术;农情信息采集、农业机械导航、田间管理等农业机械作业的关键技术;农业机械管理、农业机械调度等关键技术。分析了这些关键技术信息化的不足,总结了世界各国的发展趋势,指出了用信息技术提升中国农业机械化水平应解决的核心问题。为加强农机装备的信息技术创新,该文建议,应突破一批智能农业装备数字化设计技术、自动导航协调控制技术及农业装备现场总线技术等关键技术;研发一批大田和设施农业生产作业系统、果园作业智能装备和畜禽水产精准生产装备等重大技术产品;构建一批水肥药田间精准作业系统、畜禽水产自动饲喂系统和自动化加工生产线等农业机械精准作业系统,从而进一步用信息技术提升农业机械化水平。 展开更多
关键词 农业机械 信息技术 可持续发展 农业机械化 农业可持续发展 现代农业
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采摘机械手对扰动荔枝的视觉定位 被引量：82
4
作者 熊俊涛 邹湘军 +2 位作者 陈丽娟 蔡伟亮 彭红星 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第14期36-41,共6页
为了解决采摘机器人在自然环境中对扰动状态荔枝的视觉精确定位问题,该文分析机械手采摘过程中荔枝产生扰动的因素,设计制造了模拟荔枝振动的试验平台,该试验平台通过改变方向、振频、振幅等振动条件来模拟采摘过程中的扰动环境;结合振... 为了解决采摘机器人在自然环境中对扰动状态荔枝的视觉精确定位问题,该文分析机械手采摘过程中荔枝产生扰动的因素,设计制造了模拟荔枝振动的试验平台,该试验平台通过改变方向、振频、振幅等振动条件来模拟采摘过程中的扰动环境;结合振动平台运动参数,提出了双目立体视觉系统采集扰动状态的荔枝图像方法,在HSI颜色空间中对预处理后荔枝图像利用模糊C均值聚类法(FCM,fuzzyC-means)分割荔枝果实和果梗,然后利用Hough变换算法进行直线拟合确定有效的果梗采摘区域和采摘点,对多帧图像中采摘点坐标取平均值,然后进行三维重建确定空间采摘点坐标。荔枝扰动状态的视觉定位试验结果表明,空间定位深度值误差小于6cm,荔枝采摘机械手能实现有效采摘,该研究为机械手实际作业提供指导。 展开更多
关键词 机器 视觉 图像识别 采摘机械手 扰动模拟 空间定位
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基于机器视觉的自然环境中成熟荔枝识别 被引量：69
5
作者 熊俊涛 邹湘军 +1 位作者 陈丽娟 郭艾侠 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期162-166,共5页
研究了自然场景下成熟荔枝的识别技术。通过分析荔枝彩色图像的颜色和灰度特征,选取YCbCr颜色模型进行处理,对其Cr分量图进行阈值分割去除复杂背景,并采用形态学和连通区域标注法消除分割后的随机噪声;然后结合一维随机信号直方图分析... 研究了自然场景下成熟荔枝的识别技术。通过分析荔枝彩色图像的颜色和灰度特征,选取YCbCr颜色模型进行处理,对其Cr分量图进行阈值分割去除复杂背景,并采用形态学和连通区域标注法消除分割后的随机噪声;然后结合一维随机信号直方图分析法与模糊C均值聚类法(FCM)对处理后的荔枝图像进行聚类和分割,实现荔枝果实和果梗的识别。不同光照条件下的识别实验结果表明,算法均能有效分割出果实和果梗,综合识别率达到95.5%。 展开更多
关键词 成熟荔枝 图像识别 模糊聚类 机器视觉
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自然环境下葡萄采摘机器人采摘点的自动定位 被引量：68
6
作者 罗陆锋 邹湘军 +3 位作者 熊俊涛 张宇 彭红星 林桂潮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期14-21,共8页
针对葡萄果梗颜色复杂多变、轮廓不规则等影响因素使得采摘机器人难以准确对采摘点进行定位的问题,该文提出一种基于改进聚类图像分割和点线最小距离约束的采摘点定位新方法。首先通过分析葡萄图像的颜色空间,提取最能突显夏黑葡萄的HS... 针对葡萄果梗颜色复杂多变、轮廓不规则等影响因素使得采摘机器人难以准确对采摘点进行定位的问题,该文提出一种基于改进聚类图像分割和点线最小距离约束的采摘点定位新方法。首先通过分析葡萄图像的颜色空间,提取最能突显夏黑葡萄的HSI色彩空间分量H,运用改进的人工蜂群优化模糊聚类方法对葡萄果图像进行分割;然后对分割图像进行形态学去噪处理,提取最大连通区域,计算该区域质心、轮廓极值点、外接矩形;再根据质心坐标与葡萄簇边缘信息确定采摘点的感兴趣区域,在区域内进行累计概率霍夫直线检测,求解所有检测得出的直线到质心之间的距离,最后选取点线距离最小的直线作为采摘点所在线,并取线段中点坐标作为采摘点。以从晴天顺光、晴天遮阴、阴天光照下采集的300幅夏黑葡萄进行分类试验,结果表明,该方法的采摘点定位准确率达88.33%,平均定位时间为0.3467 s,可满足采摘机器人对采摘点的定位需求,为葡萄采摘机器人提供了一种新的采摘点求解方法。 展开更多
关键词 机器人 图像分割 定位 葡萄 采摘点
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基于机器视觉图像特征参数的马铃薯质量和形状分级方法 被引量：64
7
作者 王红军 熊俊涛 +2 位作者 黎邹邹 邓建猛 邹湘军 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期272-277,共6页
马铃薯自动分级过程中,存在既要保证分级精度又对分级速度有一定要求的难点问题。该文探讨了利用机器视觉技术快速获取马铃薯图像特征参数,结合多元线性回归方法,建立马铃薯质量和形状分级预测模型,实现基于无损检测的马铃薯自动分级。... 马铃薯自动分级过程中,存在既要保证分级精度又对分级速度有一定要求的难点问题。该文探讨了利用机器视觉技术快速获取马铃薯图像特征参数,结合多元线性回归方法,建立马铃薯质量和形状分级预测模型,实现基于无损检测的马铃薯自动分级。搭建了同时获取马铃薯三面投影图像的机器视觉系统,通过图像数据处理获得马铃薯俯视图像轮廓面积、两侧面图像轮廓面积、俯视及侧面图像外接矩形长度及宽度数据等图像特征参数,通过多元数据回归分析,建立了马铃薯质量和形状分级预测模型。选择100个试验样本运用该方法进行质量和形状分级模型构建和预测,采用电子称获取样本实际质量,采用目测法对马铃薯进行形状分选。对比试验结果表明,质量分级相关度系数R为0.991,形状分级分辨率为86.7%。表明该方法对马铃薯质量和形状分级进行预测具有可行性,可运用于马铃薯自动分选系统中。 展开更多
关键词 无损检测 图像处理 分级 机器视觉 马铃薯 特征参数
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荔枝的力学特性测试及其有限元分析 被引量：54
8
作者 陈燕 蔡伟亮 +3 位作者 邹湘军 向和平 刘天湖 徐凤英 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期358-363,F0003,共7页
为减小荔枝在收获、储运过程中的机械损伤,对荔枝的宏观和微观力学特性进行了研究。试验测定得到荔枝各部分的弹性模量;通过压缩试验,测得荔枝整果垂直受压的力学参数大于水平,垂直与水平受压的破裂力、弹性模量和破裂相对变形分别为101... 为减小荔枝在收获、储运过程中的机械损伤,对荔枝的宏观和微观力学特性进行了研究。试验测定得到荔枝各部分的弹性模量;通过压缩试验,测得荔枝整果垂直受压的力学参数大于水平,垂直与水平受压的破裂力、弹性模量和破裂相对变形分别为101.69N和81.25N、0.37MPa和0.27MPa、30.33%和28.86%,并观察得到荔枝受压的裂壳特征。运用有限元法建立荔枝压缩力学模型,比较荔枝垂直和水平受压的试验值和仿真值,二者比较一致,其相关系数均达到0.999以上;研究荔枝在压载作用下的应力分布规律,分析其垂直与水平受压的抗挤压能力和裂壳特征,验证仿真数值解的可行性。试验结果表明:荔枝的抗挤压能力具有各向异性,相同压力下,垂直方向所能承受的压力和变形均大于水平方向;受压时在果壳拉应力作用下发生破裂,裂纹沿外力方向延伸,且出现的截面与压缩方向一致;采用所建立的荔枝有限元模型可以分析研究荔枝的微观力学性质。研究结果可为荔枝作业装备的设计以及预测和减少其机械损伤提供依据和帮助。 展开更多
关键词 力学特性 有限元方法 弹性模量 荔枝 裂壳
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基于视觉显著性改进的水果图像模糊聚类分割算法 被引量：53
9
作者 陈科尹 邹湘军 +3 位作者 熊俊涛 彭红星 郭艾侠 陈丽娟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期157-165,J0003,共10页
准确分割水果图像是采摘机器人实现视觉定位的关键技术。该文针对传统模糊聚类对初始聚类中心敏感、计算量大和易出现图像过分割等问题,结合机器人的视觉特性,提出了一种基于多尺度视觉显著性改进的水果图像模糊聚类分割算法。首先,选... 准确分割水果图像是采摘机器人实现视觉定位的关键技术。该文针对传统模糊聚类对初始聚类中心敏感、计算量大和易出现图像过分割等问题,结合机器人的视觉特性,提出了一种基于多尺度视觉显著性改进的水果图像模糊聚类分割算法。首先,选择适当的颜色模型把彩色水果图像转换为灰度图像;然后对灰度图像做不同尺度的高斯滤波处理,基于视觉显著性的特点,融合了多个不同尺度的高斯滤波图像,形成图像聚类空间;最后,用直方图和模拟退火粒子群算法对图像的传统模糊聚类分割算法进行了改进,用改进的算法分别对采集到的100张成熟荔枝和柑橘图像,各随机选取50张,进行图像分割试验。试验结果表明:该方法对成熟荔枝和柑橘的图像平均果实分割率分别为95.56%和93.68%,平均运行时间分别为0.724和0.790s,解决了水果图像过分割等问题,满足实际作业中采摘机器人对果实图像分割率和实时性的要求,为图像分割及其实时获取提供了一种新的基础算法,为视觉精确定位提供了有效的试验数据。 展开更多
关键词 图像处理 模糊聚类 模拟退火 多尺度视觉显著性 粒子群算法 采摘机器人
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荔枝鲜果挤压力学特性 被引量：46
10
作者 陈燕 蔡伟亮 +1 位作者 邹湘军 向和平 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期360-364,共5页
为减小荔枝在收获、储运过程中的机械损伤,给荔枝作业装备设计提供依据,试验测定了荔枝鲜果的几何特征,对其果实进行了不同加载条件的挤压试验,并对其果壳进行了拉伸试验。试验得到妃子笑、桂味2种荔枝鲜果在5种加载速率和2种压缩方向... 为减小荔枝在收获、储运过程中的机械损伤,给荔枝作业装备设计提供依据,试验测定了荔枝鲜果的几何特征,对其果实进行了不同加载条件的挤压试验,并对其果壳进行了拉伸试验。试验得到妃子笑、桂味2种荔枝鲜果在5种加载速率和2种压缩方向下的破裂力分别为76.46～112.90N和38.67～53.83N、破裂相对变形分别为27.93%～32.57%和18.87%～21.27%、弹性模量分别为2.52～4.69×105Pa和4.26～5.93×105Pa。试验表明,荔枝果实的抗挤压能力具有各向异性,其纵向大于横向;妃子笑的各向异性比桂味显著,且抗挤压能力大于桂味;试验范围内加载速率对果实的抗挤压能力影响不显著。荔枝果实可简化为果核呈长椭球体、厚度均匀薄壳球体,利用其简化结构及果壳强度各向异性对其挤压力学特性和裂壳特征的力学原理进行了分析。研究结果可为荔枝收获、加工和运输等提供理论依据。 展开更多
关键词 挤压 力学特性 果壳 品种 荔枝鲜果
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采摘机器人视觉定位及行为控制的硬件在环虚拟试验系统设计 被引量：41
11
作者 罗陆锋 邹湘军 +3 位作者 程堂灿 杨自尚 张丛 莫宇达 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期39-46,共8页
因采摘机器人野外试验易受收获季节、气候和场地等诸多因素的限制,为辅助试验采摘机器人视觉定位及其行为控制算法,设计了基于硬件在环仿真的葡萄采摘机器人虚拟试验。该文先利用双目立体视觉提取葡萄串采摘点及防碰包围体等空间信息;... 因采摘机器人野外试验易受收获季节、气候和场地等诸多因素的限制,为辅助试验采摘机器人视觉定位及其行为控制算法,设计了基于硬件在环仿真的葡萄采摘机器人虚拟试验。该文先利用双目立体视觉提取葡萄串采摘点及防碰包围体等空间信息;然后以实验室已有的6自由度采摘机器人样机为原型,建立三维虚拟仿真模型,运用D-H法建立机器人坐标变换,求解虚拟环境下机器人运动学正解和逆解;再以实物视觉提取的葡萄串空间信息为基础,运用VC++、Javascript等编程语言在虚拟现实平台EON上对采摘机器人视觉定位及其采摘行为进行仿真设计和编程实现,设计出一套以实物视觉与虚拟采摘机器人相结合的硬件在环仿真平台。最后,在该平台上对葡萄采摘机器人进行了34次虚拟试验,试验中视觉定位、路径规划、夹剪果梗3个环节的成功率依次为85.29%、82.35%、82.35%。结果表明,该方法可很好地运用于验证和试验采摘机器人视觉定位及其行为算法。 展开更多
关键词 机器人 算法 设计 硬件在环仿真 双目立体视觉 葡萄 虚拟现实
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基于Retinex图像增强的不同光照条件下的成熟荔枝识别 被引量：40
12
作者 熊俊涛 邹湘军 +3 位作者 王红军 彭红星 朱梦思 林桂潮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期170-178,共9页
为了满足自然环境下荔枝采摘机器人视觉定位系统的有效性和实时性的要求,针对不同光照条件的荔枝彩色图像,采用基于双边滤波的Retinex图像增强算法凸显图像中的荔枝果实和果梗,对增强处理后的图像在HSI颜色空间中进行H分量旋转的处理,... 为了满足自然环境下荔枝采摘机器人视觉定位系统的有效性和实时性的要求,针对不同光照条件的荔枝彩色图像,采用基于双边滤波的Retinex图像增强算法凸显图像中的荔枝果实和果梗,对增强处理后的图像在HSI颜色空间中进行H分量旋转的处理,再对旋转处理后的H分量进行Otsu自动阈值分割去除荔枝图像果实和果梗外的复杂背景;然后通过将双三次插值算法和传统的模糊C均值(Fuzzy C-Mean)算法融合,对去背景后的荔枝图像在YCbCr颜色空间中进行Cr分量模糊聚类分割,实现荔枝果实和果梗的识别。荔枝图像的分割试验结果表明:该算法对晴天顺光、逆光、遮阴、阴天顺光等光照条件的荔枝图像能够有效地分割,对阴天弱光照、果实被遮阴条件下的荔枝也能较好的识别,并保持荔枝果实和果梗区域的完整性,4种光照条件荔枝图像分割正确率分别为96%、90%、89.3%和88.9%,成熟荔枝识别的正确率达到了90.9%,该研究为水果采摘机器人的室外作业的实时性和有效性提供指导。 展开更多
关键词 图像分割 图像增强 模糊聚类 荔枝图像 双三次插值
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水果采摘机器人通用夹持机构设计 被引量：33
13
作者 叶敏 邹湘军 +1 位作者 蔡沛锋 邹海鑫 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期177-180,共4页
为提高采摘机器人的实用性和利用率,提出了一种通用型夹持机构,并构建了虚拟样机。为使机械夹持不损伤水果,研究了水果受力对夹持构型的影响,以柑橘为例进行变形、应力分析,为机构提出设计依据,进而对结构进行优化,确定了机构外壳及杆... 为提高采摘机器人的实用性和利用率,提出了一种通用型夹持机构,并构建了虚拟样机。为使机械夹持不损伤水果,研究了水果受力对夹持构型的影响,以柑橘为例进行变形、应力分析,为机构提出设计依据,进而对结构进行优化,确定了机构外壳及杆件的合理参数和对果实损伤最小的夹持量,单类型水果夹持量为直径方向小于2 mm。 展开更多
关键词 水果采摘机器人 夹持机构 虚拟样机 仿真
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基于探索性分析的的荔枝果及结果母枝颜色特征分析与识别 被引量：30
14
作者 郭艾侠 邹湘军 +3 位作者 朱梦思 陈燕 熊俊涛 陈丽娟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期191-198,共8页
从复杂背景中识别成熟荔枝串中的荔枝果及结果母枝,获取结果母枝上的采摘点是机器人视觉定位与识别的难点,荔枝果、结果母枝与叶子各部位图像颜色特征分析与识别成为研究重点。首先针对荔枝果与结果母枝的特点、光照与环境的特殊性及不... 从复杂背景中识别成熟荔枝串中的荔枝果及结果母枝,获取结果母枝上的采摘点是机器人视觉定位与识别的难点,荔枝果、结果母枝与叶子各部位图像颜色特征分析与识别成为研究重点。首先针对荔枝果与结果母枝的特点、光照与环境的特殊性及不确定性,提出了探索性分析与荔枝图像识别的融合方法,对荔枝果与结果母枝进行了图像分类与统计的探索性分析,并给出了荔枝图像数据的探索性分析流程图;其次,根据荔枝不同部位颜色均值分布的特点,设计了荔枝果、结果母枝及叶子在6种色彩模型下的颜色均值分布箱线图,通过图形启示的数据分析与探索,给出了基于YCbCr色彩空间的Cr单通道图的荔枝各部位分类识别的视觉模型,分析表明Cr分量值在0.5～0.54能去除叶子和侧枝等复杂背景,实现荔枝串中的荔枝果与结果母枝的分割。最后,以60组不同光照条件的180幅自然环境下采集的荔枝图像为试验测试对象,用颜色特征的视觉模型结合阈值分割方法有效地识别了成熟荔枝串与荔枝果,荔枝串与荔枝果的平均识别率分别为91.67%和95.00%。用探索性分析与图像运算相结合的方法成功地提取了结果母枝(识别率为86.67%),并用计算出的采摘点进行视觉定位的仿真。试验和仿真结果表明视觉模型及其方法能对荔枝不同部位进行有效识别。 展开更多
关键词 图像处理 图像分割 色彩 模型 荔枝识别 机器视觉
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夹剪一体的荔枝采摘末端执行器设计与性能试验 被引量：30
15
作者 陈燕 蒋志林 +3 位作者 李嘉威 王佳盛 刘威威 邹湘军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期35-41,共7页
针对荔枝串果低损高效的机械化采摘,设计了具有单动力源驱动、夹剪一体的荔枝采摘机器人末端执行器,构建了剪切力学模型和稳定夹持力学模型,分析了夹持模块的力封闭性,推导了稳定夹持的三点接触正压力计算模型,设计了末端执行器的物理样... 针对荔枝串果低损高效的机械化采摘,设计了具有单动力源驱动、夹剪一体的荔枝采摘机器人末端执行器,构建了剪切力学模型和稳定夹持力学模型,分析了夹持模块的力封闭性,推导了稳定夹持的三点接触正压力计算模型,设计了末端执行器的物理样机,并对其进行了采摘、负重和抗遮挡干扰工作性能试验。试验结果表明:末端执行器具有良好的夹持负重能力,串果母枝直径分别为3 mm和7 mm时,动态最大负重质量分别为1.33 kg和3.01 kg;采摘时能快速剪切母枝并稳定夹持串果,平均夹剪时间为2 s,串果母枝直径5 mm以下采摘成功率均为100%,串果母枝直径6~7 mm采摘平均成功率为70%;具有中等抗遮挡干扰采摘能力。 展开更多
关键词 荔枝串果 采摘 末端执行器 夹剪一体 力学模型 性能试验
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荔枝采摘机械手果实识别与定位技术 被引量：27
16
作者 熊俊涛 邹湘军 +2 位作者 陈丽娟 彭红星 吴定中 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2012年第1期1-5,共5页
针对采摘机械手在自然环境下对荔枝的识别和精确定位问题进行研究.通过分析自然环境成熟荔枝的颜色特征,选取HSV颜色模型进行阀值分割,去除荔枝图像的复杂背景,并利用模糊C-均值聚类法(FCM)对图像中荔枝果实和果梗进行分割,试验结果表明... 针对采摘机械手在自然环境下对荔枝的识别和精确定位问题进行研究.通过分析自然环境成熟荔枝的颜色特征,选取HSV颜色模型进行阀值分割,去除荔枝图像的复杂背景,并利用模糊C-均值聚类法(FCM)对图像中荔枝果实和果梗进行分割,试验结果表明:有效识别果实和果梗的正确率为93.3%.通过计算果实"质心"与果梗的距离最大值确定荔枝采摘点,利用基于色调空间的彩色图像匹配法和极限约束法进行果梗采摘点的立体匹配,实现了采摘点的空间定位,定位试验结果表明:定位坐标中深度值误差小于3 cm,深度值误差率小于5.64%,能满足实际作业中荔枝采摘机械手的定位精度要求. 展开更多
关键词 采摘机械手 成熟荔枝 机器视觉 图像识别 立体匹配 空间定位
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基于轮廓分析的双串叠贴葡萄目标识别方法 被引量：27
17
作者 罗陆锋 邹湘军 +3 位作者 王成琳 陈雄 杨自尚 司徒伟明 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期15-22,共8页
为准确定位叠贴情况下的葡萄目标,提出了一种基于轮廓分析的双串叠贴葡萄目标识别方法。首先提取最能突显夏黑葡萄的HSV颜色空间中的H分量,通过改进K-means聚类方法对葡萄图像进行分割,运用形态学去噪等处理获取葡萄图像区域,再提取该... 为准确定位叠贴情况下的葡萄目标,提出了一种基于轮廓分析的双串叠贴葡萄目标识别方法。首先提取最能突显夏黑葡萄的HSV颜色空间中的H分量,通过改进K-means聚类方法对葡萄图像进行分割,运用形态学去噪等处理获取葡萄图像区域,再提取该区域边缘轮廓和左右轮廓的类圆中心。然后以该中心点为原点建立基于轮廓分析的叠贴葡萄串分界线几何求解与计算模型,分别在逆时针方向45°~135°和225°~315°区域内沿葡萄轮廓搜索距离原点最近的点,进而确立两叠贴葡萄轮廓拐点及其分界线,最终实现对叠贴葡萄目标的分别提取。对从果园采集的27幅双串叠贴葡萄图像进行试验,结果显示:24幅图像中的叠贴葡萄串被正确识别和提取,成功率达88.89%,目标像素区域的识别精准度为87.63%~96.12%,算法处理时间在0.59~0.68 s之间。将算法移植到自主研制的机器人上进行视觉定位试验,结果表明所提方法可很好地用于两叠贴葡萄目标的识别与定位。 展开更多
关键词 叠贴葡萄 图像分割 轮廓分析 目标识别 拐点
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扰动柑橘采摘的实时识别与采摘点确定技术 被引量：26
18
作者 熊俊涛 邹湘军 +2 位作者 彭红星 陈文光 林桂潮 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期38-43,共6页
对成熟柑橘果实在扰动状态下的视觉识别定位技术进行研究。利用ANSYS进行了扰动柑橘的动力学分析,结合图像处理分析结果,确定了微扰动柑橘的运动规律为类单摆运动;对采集的微扰动柑橘视频进行图像处理,设定规则选取视频中的图像,利用改... 对成熟柑橘果实在扰动状态下的视觉识别定位技术进行研究。利用ANSYS进行了扰动柑橘的动力学分析,结合图像处理分析结果,确定了微扰动柑橘的运动规律为类单摆运动;对采集的微扰动柑橘视频进行图像处理,设定规则选取视频中的图像,利用改进的K-means聚类分割法结合优化Hough圆拟合方法实现柑橘果实的分割;根据图像分割结果,对柑橘的二值图像进行Hough直线拟合,结合直线斜率在-0.45~0.45的约束条件,确定扰动柑橘的有效采摘点。试验结果表明该方法能有效地识别自然环境中的微扰动柑橘,确定扰动果实采摘点的准确率达85%,采摘点确定的处理时间在7.58~9.24 s范围内。 展开更多
关键词 柑橘 采摘机械手 扰动 采摘点 动力学分析 视觉识别
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荔枝采摘机器人双目视觉的动态定位误差分析 被引量：24
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作者 叶敏 邹湘军 +4 位作者 罗陆锋 刘念 莫宇达 陈明猷 王成琳 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期50-56,共7页
扰动引起的随机误差成为采摘机器人视觉定位的难题。为了探索荔枝采摘机器人视觉定位误差,首先用双目视觉系统和模拟扰动的震动平台对荔枝结果母枝采摘点的三维坐标进行定位试验,检测其实际位置,获得误差数据;然后,提出了一种动态定位... 扰动引起的随机误差成为采摘机器人视觉定位的难题。为了探索荔枝采摘机器人视觉定位误差,首先用双目视觉系统和模拟扰动的震动平台对荔枝结果母枝采摘点的三维坐标进行定位试验,检测其实际位置,获得误差数据;然后,提出了一种动态定位误差分析方法,根据误差变化规律将动态定位误差划分为系统误差和随机误差;最后,用统计方法对2类误差分别进行定量分析和评价。结果表明,定位距离为600～1 000 mm时,系统误差与动态定位误差的变化趋势基本一致,视觉深度方向、水平方向最大动态定位误差分别为58.8和17.3 mm。系统误差置信区间较窄,视觉深度方向系统误差与定位距离呈较强的线性相关性,水平方向则表现为非线性。扰动下的随机定位误差服从正态分布,视觉深度方向、水平方向间的随机误差相关性较弱。视觉深度方向受扰动的影响较大,随机误差远大于水平方向,且不确定度较高。研究结果为荔枝采摘机器人视觉定位系统校准和动态定位方案设计提供依据,为机构容错纠错提供理论依据和实践指导。 展开更多
关键词 收获 机器人 容错 误差 荔枝 动态环境 定位
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采摘机器人作业行为虚拟仿真与样机试验 被引量：23
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作者 罗陆锋 邹湘军 +3 位作者 卢清华 杨自尚 张坡 熊俊涛 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期34-42,共9页
为开展采摘机器人智能防碰损作业行为及规划算法的仿真试验与验证,设计了一种基于虚拟现实的采摘机器人仿真试验系统。以葡萄采摘机器人为对象,先构建虚拟现实环境下采摘机器人及其作业场景模型,用于模拟设施果园试验环境;然后对虚拟采... 为开展采摘机器人智能防碰损作业行为及规划算法的仿真试验与验证,设计了一种基于虚拟现实的采摘机器人仿真试验系统。以葡萄采摘机器人为对象,先构建虚拟现实环境下采摘机器人及其作业场景模型,用于模拟设施果园试验环境;然后对虚拟采摘机器人进行运动学建模,运用D-H参数法解算机械臂运动学正解和逆解;再依据葡萄串形状等特性设计一种夹-托-剪式的采摘机器人末端执行器及其采摘过程控制模型;建立机械臂末端连杆与执行器之间的空间位姿变换关系,并对机械臂运动进行轨迹规划;设计并定义仿真系统各模块间的数据接口,最终基于虚拟现实平台EON开发出采摘机器人虚拟仿真系统。基于该系统进行18次葡萄防碰损采摘路径规划及夹剪行为试验,成功率达88.89%;将相关算法移植到物理样机进行43次室内试验,成功率为86.05%。结果表明,开发的仿真系统可为采摘机器人智能行为算法的测试及改进提供虚拟试验平台。 展开更多
关键词 采摘机器人 虚拟现实 末端执行器 仿真 样机试验
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