基于全自动枸杞采摘机器人的研究设计

枸杞,别名枸杞子,是茄科小灌木枸杞的成熟果实,不但可食,而且还是名贵中成药。我国枸杞分布广泛,但是受生长习性的影响,枸杞采摘成为行业发展的关键技术难题。为了实现全自动枸杞采摘,文章分析研究了市场上枸杞采摘机的种类、结构和原理,综合对比了国内各类枸杞采摘机的优缺点,设计了一种以OpenMV为核心控制器的全自动枸杞采摘机器人。该机器人利用Open MV的颜色识别,得到色块坐标,通过比较色块的坐标与图像中心的偏移,通过PID算法控制电机的运动方向,并使用I2C总线通信,控制机械臂运行以及用机械振动原理设计的采摘头工作。经初步测试,该全自动枸杞采摘机器人功能基本得以实现。

枸杞采摘机器人的果实识别与定位方法研究

随着现代农业飞速发展,智能化的采摘机器人相继出现。枸杞作为宁夏的特色产业,研究智能化的枸杞采摘机器人非常有必要。枸杞采摘机器人研究的关键是对枸杞果实进行识别和定位,对枸杞果实进行识别,需进行果实图像分析。本文利用CCD双目摄像机采集枸杞的图片信息,分析计算图像的RGB颜色空间3个分量的灰度值,并转换为HSV颜色空间,利用最大类间方差法进行图像分割和果实识别。利用Canny算子进行边缘特征提取,利用最小二乘法进行椭圆拟合,求出果实质心,进而求出果实空间坐标。实验结果表明,本文方法能够实现复杂背景下枸杞多目标的识别与定位,并可推广到类圆目标的抓取过程。

枸杞采摘机器人双机械臂结构设计与分析

针对枸杞果实小、水分大、易破损的特点,并结合枸杞采摘的工作空间要求,以及枸杞采摘环境的复杂性,设计出了高效灵活的枸杞智能采摘机器人的双机械臂结构系统。运用D-H法建立了机器人坐标变换矩阵,对机器人运动学进行了分析,并提出一种反向建立D-H坐标系的间接求解算法来获得采摘机械臂的逆运动学解析解。通过运动学仿真验证了机器人结构设计的有效性,并对间接求逆运动学解析解算法的正确性进行了验证,计算时间比Matlab机器人工具箱的逆运动学算法减少了40%左右。

基于open MV的采摘机器人定位抓取关键技术

枸杞果实营养丰富,种植面积和产量也在逐年增加。然而,由于枸杞采摘过程中手工操作的落后,open MV与单片机之间的通信方式制约了枸杞种植业的发展。因此,枸杞采摘机械化是枸杞生产中亟待解决的问题。由于枸杞特殊的生长特性和果实形态特征,尽管国内外学者对其进行了探索性研究,但枸杞采摘自动化程度仍然很低。本文主要讨论了基于Arduino机器视觉变换的open MV与成熟的枸杞识别单片机的通信方法,视觉机器人的系统结构,以及无线遥控枸杞采摘机器人的系统组成。