基于改进YOLOv3的田间复杂环境下菠萝拾捡识别研究 被引量：7

1

作者 张星 高巧明 +1 位作者 潘栋 张伟伟 《中国农机化学报》 北大核心 2021年第1期201-206,共6页

为实现果实拾捡机器人在光照不均、菠萝与周围环境的颜色相似性及果实间的遮挡和重叠等田间复杂环境下对单类别菠萝的快速准确识别,提出采用深度学习下的深层残差网络改进YOLOv3卷积神经网络结构,通过单个卷积神经网络遍历整个图像,回... 为实现果实拾捡机器人在光照不均、菠萝与周围环境的颜色相似性及果实间的遮挡和重叠等田间复杂环境下对单类别菠萝的快速准确识别,提出采用深度学习下的深层残差网络改进YOLOv3卷积神经网络结构,通过单个卷积神经网络遍历整个图像,回归果实的位置,将改进的YOLOv3的3个尺度检测分别融合相同尺度模块特征层的信息,在保证识别准确率的情况下,采用多尺度融合训练网络实现田间复杂环境下端对端的单类别菠萝果实检测。最后,对改进的算法进行性能评价与对比试验,结果表明,该算法的检测识别率达到95%左右,较原始方法检测性能提升的同时,检测速度满足实时性要求,该研究为拾捡果实机器人在复杂环境下提高识别菠萝果实的工作效率和环境适应性提供理论基础。 展开更多

关键词 果实拾捡机器人 田间复杂环境 单类别果实识别 深度学习 深层残差网络 多尺度融合

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果蔬采摘机器人行走运动控制系统设计——基于磁导引 被引量：3

2

作者 陈姗姗 尹建军 陈树人 《农机化研究》 北大核心 2015年第6期81-84,共4页

为实现果蔬采摘机器人作业时自主行走,研究采用磁导引技术和PID算法等实现对预定路径的跟踪。以磁导引传感器作为导航传感器,在果蔬采摘机器人平台上搭建转向控制机构,依据磁导引传感器工作特性,提出PID算法作为导引算法。根据导引传感... 为实现果蔬采摘机器人作业时自主行走,研究采用磁导引技术和PID算法等实现对预定路径的跟踪。以磁导引传感器作为导航传感器,在果蔬采摘机器人平台上搭建转向控制机构,依据磁导引传感器工作特性,提出PID算法作为导引算法。根据导引传感器得到机器人当前位置相对于导引磁条的距离偏差,作为PID控制器的输入,将机器人前轮期望转角和车体期望速度作为输出,在Mat Lab中对算法进行圆曲线跟踪仿真。仿真结果表明:机器人可快速跟踪到预定路线,跟踪误差在±30 mm以内,直线段稳定状态误差在±5 mm以内。 展开更多

关键词 果蔬采摘机器人 电磁导引 PID算法 行走系统 路径跟踪

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水果采摘机器人实时避障方法的研究 被引量：1

3

作者 熊文生 《农机化研究》 北大核心 2009年第4期38-41,共4页

针对采摘机器人采摘作业时易受障碍物阻挡而影响其工作效率的弊端,提出了将避障问题转化为基于位置力控制问题的解决办法,采用弹簧阻尼模型实时计算机械手臂进入障碍物区域产生的虚拟力,通过采用外在力控制回路来调节手臂位置控制系统,... 针对采摘机器人采摘作业时易受障碍物阻挡而影响其工作效率的弊端,提出了将避障问题转化为基于位置力控制问题的解决办法,采用弹簧阻尼模型实时计算机械手臂进入障碍物区域产生的虚拟力,通过采用外在力控制回路来调节手臂位置控制系统,达到消除虚拟力的目的,实现机械手避障。 展开更多

关键词 水果采摘机器人 避障 实时控制 冗余度机械臂

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一种通用柔性末端执行器设计和分析 被引量：2

4

作者 李伟 路敦民 +1 位作者 刘逸思 李宁 《机械设计》 CSCD 北大核心 2014年第4期37-41,共5页

设计了一种用于水果采摘机器人的通用柔性末端执行器,该末端执行器采用电机带动丝杠螺母机构,驱动平行四边形连杆机构实现动作。通过调整定位螺母改变左右手指相对方向可以分别实现对球状物体和圆柱状物体的抓取动作。为了保护某些表皮... 设计了一种用于水果采摘机器人的通用柔性末端执行器,该末端执行器采用电机带动丝杠螺母机构,驱动平行四边形连杆机构实现动作。通过调整定位螺母改变左右手指相对方向可以分别实现对球状物体和圆柱状物体的抓取动作。为了保护某些表皮娇嫩的水果,该末端执行器增加了柔性抓取功能,并且抓取刚度可以调节。最后对末端执行器进行运动学和力学分析,并用MATLAB进行了仿真分析。 展开更多

关键词 末端执行器 采摘机器人 运动学 力学 MATLAB仿真

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果蔬采摘机器人的研究现状、问题及对策 被引量：87

5

作者 张洁 李艳文 《机械设计》 CSCD 北大核心 2010年第6期1-5,共5页

为解决农业采摘中的实际问题,果蔬采摘机器人的研究与应用成为一种迫切需要。综述了国内外果蔬采摘机器人的研究进展与现状,介绍了几种典型的果蔬采摘机器人的研究成果。通过分析这些采摘机器人,指出了限制采摘机器人商品化的几点因素:... 为解决农业采摘中的实际问题,果蔬采摘机器人的研究与应用成为一种迫切需要。综述了国内外果蔬采摘机器人的研究进展与现状,介绍了几种典型的果蔬采摘机器人的研究成果。通过分析这些采摘机器人,指出了限制采摘机器人商品化的几点因素:采摘的效率、成功率及成本问题。并针对这些问题提出了解决对策,同时也指明了采摘机器人未来的研究方向。 展开更多

关键词 果蔬采摘机器人 研究现状 存在的问题 解决对策

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果实采摘机器人设计与导航系统性能分析 被引量：20

6

作者 孙意凡 孙建桐 +3 位作者 赵然 李世超 张漫 李寒 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第B07期8-14,共7页

设计了一种果实自动采摘机器人,主要包括自动导航系统、采摘系统、运动系统、控制系统及动力系统。自动导航系统主要包括激光雷达导航和GNSS定位导航,可用于建立地图和规划工作路径;采摘系统通过双目立体视觉相机进行果实识别,再通过由... 设计了一种果实自动采摘机器人,主要包括自动导航系统、采摘系统、运动系统、控制系统及动力系统。自动导航系统主要包括激光雷达导航和GNSS定位导航,可用于建立地图和规划工作路径;采摘系统通过双目立体视觉相机进行果实识别,再通过由六自由度机械臂和两指末端执行器(机械手)组成的执行机构抓紧果梗并剪断,完成果实采摘。试验结果表明,设计开发的机器人可以通过激光雷达导航完成室内工作,剪断并抓取果梗的两指末端执行器可适用于多种果实,上位机软件可以完成图像采集、机械臂控制和机器人工作路线图建立等操作。激光雷达导航试验结果表明,在1m/s的行驶速度下,导航绝对误差小于3.5cm,可满足温室果实采摘的需求。 展开更多

关键词 果实采摘机器人 自动导航 机械手 立体视觉

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水果采摘机器人智能移动平台的设计与试验 被引量：17

7

作者 董芒 顾宝兴 +2 位作者 姬长英 张庆怡 查启明 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期128-133,共6页

【目的】基于三自由度水果采摘机械臂,设计一种轮式智能移动平台。【方法】根据农田工作环境,设计了转向机构和防撞梁机构;借助ANSYS对车架在3种工况下的变形情况进行仿真分析;使用Simulink模块对车载电机进行了基于最大转矩电流比矢量... 【目的】基于三自由度水果采摘机械臂,设计一种轮式智能移动平台。【方法】根据农田工作环境,设计了转向机构和防撞梁机构;借助ANSYS对车架在3种工况下的变形情况进行仿真分析;使用Simulink模块对车载电机进行了基于最大转矩电流比矢量控制(MPTA)以及ID=0模式下的仿真;使用VC++语言编写了运动控制程序,开发人机交互界面;在南京市江浦农场进行样机行走试验。【结果】弯扭工况下车架变形量最大为14.1 mm,应力值小于材料屈服极限;基于MPTA控制下的电机约0.8 ms达到稳定;该平台最大爬坡角度约为10°,1.5 m·s^(-1)行进时跟踪路径的横向偏差约为0.22 m。【结论】该移动平台结构合理,强度和刚度较高,运动精度高,符合实际工作要求。 展开更多

关键词 水果采摘机器人 智能移动平台 ANSYS 有限元分析 直线追踪试验

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基于TRIZ理论的果实采摘机器人研究 被引量：7

8

作者 王建锋 戈振扬 朱惠斌 《农机化研究》 北大核心 2007年第6期34-36,59,共4页

在介绍发明问题解决理论—TRIZ概念的基础上,分析了40个发明原理、39项技术特性、矛盾冲突解决矩阵、物质—场分析理论以及发明问题解决算法(ARIZ)等。运用TRIZ理论对果实采摘机器人进行了具体研究,对其中的机械手和末端执行器进行分析... 在介绍发明问题解决理论—TRIZ概念的基础上,分析了40个发明原理、39项技术特性、矛盾冲突解决矩阵、物质—场分析理论以及发明问题解决算法(ARIZ)等。运用TRIZ理论对果实采摘机器人进行了具体研究,对其中的机械手和末端执行器进行分析改进,建立了只抓住果梗而不与果实本体直接接触的软质水果收获机器人模型,解决了果实采摘机器人在果实采摘过程中的一些问题。 展开更多

关键词 农业工程 果实采摘机器人 理论研究 TRIZ 技术冲突

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基于STM32的水果采摘机器人控制系统设计与实现 被引量：7

9

作者 孙永芳 《农业工程》 2022年第2期43-47,共5页

针对农业生产领域存在的劳动力资源紧缺、人工采摘成本较高等问题,提出一种基于STM32的水果采摘机器人控制系统设计方案。该方案主要采用自动化采摘的方式,实现成熟水果的智能识别与采摘,利用STM32单片机作为该系统的主控芯片,视觉识别... 针对农业生产领域存在的劳动力资源紧缺、人工采摘成本较高等问题,提出一种基于STM32的水果采摘机器人控制系统设计方案。该方案主要采用自动化采摘的方式,实现成熟水果的智能识别与采摘,利用STM32单片机作为该系统的主控芯片,视觉识别部分采用Open MV图像处理功能作为核心。通过试验验证方式对系统的可行性进行了分析,结果表明该系统可满足用户的实际使用要求。 展开更多

关键词 STM32 水果采摘机器人 Open MV图像采集 控制系统

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水果采摘机械手关键技术研究现状与展望

10

作者 郭自良 殷程凯 +3 位作者 吴玄博 陈青 王金鹏 周宏平 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1142-1152,共11页

采摘机器人的研究对推动水果产业的发展有着重要作用。采摘机械手的运动规划与其硬件结构是采摘机器人的关键技术,影响水果采摘的效率与水果品质。本文分析了传统运动规划算法、基于生物智能的运动规划算法、基于概率采样的运动规划算... 采摘机器人的研究对推动水果产业的发展有着重要作用。采摘机械手的运动规划与其硬件结构是采摘机器人的关键技术,影响水果采摘的效率与水果品质。本文分析了传统运动规划算法、基于生物智能的运动规划算法、基于概率采样的运动规划算法以及基于深度强化学习的运动规划算法等运动规划算法的优点和不足。同时总结了采摘机械手硬件结构的研发现状,指出目前采摘机械手存在采摘效率低、规划算法效率低、系统成本高与采摘对象单一等问题,对未来水果采摘机器人的研究进行了展望。本文为未来采摘机器人的研发提供了参考。 展开更多

关键词 水果采摘机器人 机械手 运动规划 末端执行器

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水果采摘机器人末端操作器定位装置的实现 被引量：2

11

作者 赵庆波 赵德安 申景凤 《农机化研究》 北大核心 2009年第2期162-164,195,共4页

针对采摘机器人末端操作器对目标果实的定位问题,提出了利用集成锁相环路解码器LM567与红外线光电开关相结合组成位置传感器的方法,实现对作业对象的精确定位。通过对传感器工作原理的分析和试验,验证了对作业对象进行定位的可行性。

关键词 水果采摘机器人 末端操作器 位置传感器 光电开关 集成锁相环路解码器

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智能移动式果蔬采摘机器人设计——基于SOPC神经网络 被引量：1

12

作者 邓荣 《农机化研究》 北大核心 2016年第8期184-188,共5页

果蔬采摘机器人一般采用移动式机器人,虽有着强大的计算能力和移动性,但其感知能力的局限性限制了其智能的发展。为了提高果蔬采摘机器人的智能移动性能,使其拥有更好的实现自主导航的能力,采用(system on a programma-ble chip,SOPC)... 果蔬采摘机器人一般采用移动式机器人,虽有着强大的计算能力和移动性,但其感知能力的局限性限制了其智能的发展。为了提高果蔬采摘机器人的智能移动性能,使其拥有更好的实现自主导航的能力,采用(system on a programma-ble chip,SOPC)微处理器系统设计了一种新的智能移动式机器人控制系统,并采用神经网络算法对其进行了优化,大大提高了机器人移动的精确性,增强了输入和输出的线性关系,使控制系统在单片芯片上实现了复杂系统的全部功能。通过测试发现:机器人的移动躲避障碍物时速度的稳定性较好,移动误差较低,实现了果蔬采摘无人控制下的智能移动。 展开更多

关键词 果蔬采摘机器人 智能移动 自主导航 SPOC技术

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一种果蔬采摘竞赛机器人的设计

13

作者 袁越 赵大旭 《南方农机》 2022年第17期17-20,共4页

针对果蔬自动化、智能化采摘的技术需求,中国机器人及人工智能大赛推出了采摘机器人子项目。在此背景下,课题组设计了一款用于果蔬采摘机器人竞赛的智能机器人。机器人采用轮式移动底盘与关节型机械臂结合的形式,能够利用视觉导航按照... 针对果蔬自动化、智能化采摘的技术需求,中国机器人及人工智能大赛推出了采摘机器人子项目。在此背景下,课题组设计了一款用于果蔬采摘机器人竞赛的智能机器人。机器人采用轮式移动底盘与关节型机械臂结合的形式,能够利用视觉导航按照规划路径移动,可通过视觉方式检测沿途中固定和随机的作业对象,确定目标后实施采摘作业,并且根据竞赛规则搭建了场地,进行了实际测试与调试。试验结果显示,机器人性能稳定,作业可靠且效率高,而且最终在比赛过程中得以验证,取得了良好成绩。 展开更多

关键词 果蔬采摘机器人 机械系统 控制系统 机器视觉

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