基于HSV彩色模型的自然场景下棉花图像分割策略研究

棉花成熟度和空间位置的识别是采棉机器人研究的关键技术,解决此问题必须对棉花图像进行分割。选取HSV模型中与亮度无关的S通道作为棉花图像的特征,排除了图像明暗变化对分割效果的影响。文中分两种情况对图像信息未缺失的棉花提出了成熟度判别的策略:正面时利用成熟棉花棉瓣的分散性和单朵棉花面积较大等特征进行判别;侧面时通过成熟棉花棉瓣相对棉荚面积比较大的特征进行识别。根据提取分割后棉花图像的几何信息,可确定棉花的重心位置。试验结果表明:该算法能很好地将成熟棉花从背景中分离出来,并较好地保存了棉花的轮廓信息。

采棉机器人的研究现状及关键技术

对国内外机械化采棉技术的研究现状进行了综述,构建出了基于计算机视觉的智能型采棉机器人原型系统,分析了采棉机器人的应用价值。同时,介绍了采棉机器人的作业环境和工作对象的特殊性,总结了采棉机器人所涉及的关键技术,包括采棉机器人本体的优化设计、棉花的自动识别和分类以及路径规划和运动控制技术等,最后指出了目前应用采棉机器人存在的主要问题并提出相应对策。

智能型采棉机器人电气控制系统设计

针对基于视觉的棉花采摘技术,构建了智能型采棉机器人总体设计方案。其电气控制系统中运动控制子系统采用安川MP2100运动控制单元为核心,控制其中的四自由度机械手及X向导轨,具有良好的实时性和扩展性。机器视觉子系统采用SEED-VPM642开发平台为基础,配合3个CCD摄像头进行采集,能够实现高效率和高准确性的图像识别。各个接口模块之间通过PCI总线进行通信,由工控机统一协调处理,以实现高效采摘功能。

智能型采棉机器人中单机械手运动学建模与仿真

针对我国采棉方式严重制约着采摘效率和收获成本的现状,提出了基于单机械手的智能型采棉机器人构想。根据D-H法则和机械手的结构参数,建立了单机械手的运动学模型,采用反变换法求解运动学逆问题,利用MATLAB仿真,验证了所建模型和所有连杆参数的正确性,保证了机械手各关节的准确运动,实现了棉花的实时、高效采摘,并且可以在上述机械手运动学模型基础上开展轨迹规划和避障等技术研究。

高速加工切削热产生机理及监控技术研究综述

在概括总结了高速加工主要特点的基础上,分析了高速加工切削热产生机理及目前的研究状况,构建了基于光学、软测量技术和网络通信的计算机刀具综合监控系统,重点从高速加工切削温度场建模和数字仿真、切削温度测量和实时监控等方面论述了切削热产生机理及监控技术的研究思路,最后指出了高速切削刀具种类和刀具参数的选择方法,以及高速切削虚拟仿真软件研制等方面存在的技术难点,这些工作为高速加工应用的基础理论研究提供了技术支撑。