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非洲菊收获机器人即将成为现实
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作者 王毅平(编译) 王应宽(审校) 《农业工程技术》 2024年第5期10-10,共1页
最初由瓦赫宁根大学和研究中心(WUR)温室园艺业务部门开发的非洲菊收获机器人在过去一年中有了显著改进。末端执行器(收获非洲菊茎)比以前快得多,因为抓手从茎上下降的方式发生了变化。此外,机器人对3D可视化的依赖程度较低,因此收获非... 最初由瓦赫宁根大学和研究中心(WUR)温室园艺业务部门开发的非洲菊收获机器人在过去一年中有了显著改进。末端执行器(收获非洲菊茎)比以前快得多,因为抓手从茎上下降的方式发生了变化。此外,机器人对3D可视化的依赖程度较低,因此收获非洲菊所需的处理时间缩短了。以下是机器人的工作原理:·顶视摄像头检测已成熟且需要收获的花朵。·带有末端执行器的机器人手臂直接接近花朵下方的茎并下降到植物的底部。 展开更多
关键词 末端执行器 机器人手臂 3D可视化 收获机器人 温室园艺 瓦赫宁根大学 非洲菊 摄像头检测
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基于改进Hough变换的收获机器人行走目标直线检测 被引量:36
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作者 吴刚 谭彧 +1 位作者 郑永军 王书茂 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期176-179,共4页
提出了基于改进随机Hough变换(RHT)的收获机器人行走目标直线检测算法。将摄像机安装在联合收获机的顶部,在收获过程中采集农田场景图像。根据已收获区域、未收获区域和非农田区域的不同颜色特征,利用统计分析和边缘检测,确定行走目标... 提出了基于改进随机Hough变换(RHT)的收获机器人行走目标直线检测算法。将摄像机安装在联合收获机的顶部,在收获过程中采集农田场景图像。根据已收获区域、未收获区域和非农田区域的不同颜色特征,利用统计分析和边缘检测,确定行走目标直线的终点位置以及直线方向上的候选点。以候选点为点集,采用改进RHT完成直线检测。与传统的RHT相比,避免了无效采样和累积问题。经过对多幅图片的处理,证明算法能够有效检测出直线参数,且处理时间在200 ms左右。 展开更多
关键词 收获机器人 导航 随机HOUGH变换 直线检测 边缘检测
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茄子收获机器人机械臂避障路径规划 被引量:22
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作者 姚立健 丁为民 +1 位作者 陈玉仑 赵三琴 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期94-98,共5页
提出了一种茄子收获机器人机械臂在笛卡尔空间的避障方法。将空间障碍物等效为可以用数学建模的圆柱扇环,将三维空间的路径规划简化为二维,提高了控制的实时性;将障碍从工作空间转换到C-空间中,使对机器人的控制直接作用于关节,避免了... 提出了一种茄子收获机器人机械臂在笛卡尔空间的避障方法。将空间障碍物等效为可以用数学建模的圆柱扇环,将三维空间的路径规划简化为二维,提高了控制的实时性;将障碍从工作空间转换到C-空间中,使对机器人的控制直接作用于关节,避免了使用雅可比逆阵进行复杂的坐标转换。将C-空间映射到图像矩阵中,通过对图像进行适当的处理,规避了在使用A*算法寻优时可能出现的失败。实验结果表明,该避障路径规划方法计算量小,实时性好,适合自然生长状态下茄子的自动收获。 展开更多
关键词 茄子收获机器人 机械手 避障 路径规划
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草莓收获机器人采摘执行机构设计与试验 被引量:49
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作者 张凯良 杨丽 张铁中 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期155-161,共7页
设计了一套针对地垄栽培模式下草莓的无损伤自动采摘执行机构。该执行机构可在一定范围内对成熟草莓进行自主识别和精确定位,并以夹持、剪切果柄的方式摘取果实,从而实现草莓的无损伤采摘;所采用的控制方法对视觉传感器精度和机构重复... 设计了一套针对地垄栽培模式下草莓的无损伤自动采摘执行机构。该执行机构可在一定范围内对成熟草莓进行自主识别和精确定位,并以夹持、剪切果柄的方式摘取果实,从而实现草莓的无损伤采摘;所采用的控制方法对视觉传感器精度和机构重复定位精度依赖性较小,利于在进一步推广中控制成本。试验结果表明,该执行机构在实验室环境下对草莓的无损伤采摘成功率可达90%。 展开更多
关键词 草莓 收获机器人 执行器 无损伤采摘
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气电混合驱动全天候苹果收获机器人设计与试验 被引量:13
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作者 赵德安 吴任迪 +2 位作者 刘晓洋 张小超 姬伟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期21-28,36,共9页
提出了一种基于气电混合驱动且能够全天候工作的高效率苹果收获机器人。该机器人机械臂包含5个自由度,混合使用电动和气动两种驱动方式,同时保证机械臂的准确定位和末端执行器对果实的快速柔性抓取。机器人视觉识别系统结合了机器视觉... 提出了一种基于气电混合驱动且能够全天候工作的高效率苹果收获机器人。该机器人机械臂包含5个自由度,混合使用电动和气动两种驱动方式,同时保证机械臂的准确定位和末端执行器对果实的快速柔性抓取。机器人视觉识别系统结合了机器视觉和深度神经网络方法,在提高系统鲁棒性的同时优化了系统的整体检测速度。此外,机器人配备的夜间照明系统使其能够实现全天候工作。在实验室环境下进行了机器人视觉检测试验和苹果采摘试验,结果表明,视觉系统定位苹果的平均时间为44 ms,机器人的采摘率为81.25%,平均每个苹果的采摘时间为7.81 s。 展开更多
关键词 苹果 收获机器人 末端执行器 机器视觉 机械臂
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茄子收获机器人视觉系统图像识别方法 被引量:17
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作者 刘长林 张铁中 杨丽 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期216-219,共4页
设计了一种实现田间茄子收获机器人视觉系统的图像识别方法。通过判断茄子图像每点像素值差值实现分割;通过模板操作及形态学上的闭运算操作去除残留物,最终找到茄子图像的外接矩形完成提取。经实验测定,对实验样本茄子图像提取试验成... 设计了一种实现田间茄子收获机器人视觉系统的图像识别方法。通过判断茄子图像每点像素值差值实现分割;通过模板操作及形态学上的闭运算操作去除残留物,最终找到茄子图像的外接矩形完成提取。经实验测定,对实验样本茄子图像提取试验成功率为97%,平均用时0.152s。 展开更多
关键词 茄子 收获机器人 视觉系统 图像分割 模板去噪
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果蔬果实收获机器人的研究现状及关键问题和对策 被引量:61
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作者 徐丽明 张铁中 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期38-42,共5页
该文在分析果蔬果实收获机器人工作对象特点的基础上,从果实的辨认与定位、成熟度检测、机械手设计、末端执行器设计等方面对国内外果实收获机器人的研究现状进行了分析。为促进果实收获机器人在生产实际中的应用,提出收获机器人目前应... 该文在分析果蔬果实收获机器人工作对象特点的基础上,从果实的辨认与定位、成熟度检测、机械手设计、末端执行器设计等方面对国内外果实收获机器人的研究现状进行了分析。为促进果实收获机器人在生产实际中的应用,提出收获机器人目前应解决的3个关键问题:作业效率、结构体积和利用率,并对此提出相应的对策。 展开更多
关键词 果蔬果实 收获机器人 作业效率 利用率
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基于超声测距的柑橘收获机器人应急避障系统 被引量:24
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作者 陆化珠 蔡健荣 +1 位作者 孙力 孙海波 《农机化研究》 北大核心 2011年第12期151-153,共3页
针对柑橘采摘机器人视觉系统的特点及现实中可能遇到的问题,使用高精度的多路超声测距系统为采摘机器人提供应急避障。首先,校正了超声测距传感器的精度,并设计多路超声系统,针对不同类型的障碍物进行了试验。试验证明,超声测距系统可... 针对柑橘采摘机器人视觉系统的特点及现实中可能遇到的问题,使用高精度的多路超声测距系统为采摘机器人提供应急避障。首先,校正了超声测距传感器的精度,并设计多路超声系统,针对不同类型的障碍物进行了试验。试验证明,超声测距系统可有效避免机器人与障碍物的碰撞。 展开更多
关键词 柑橘收获机器人 避障 超声测距 机器视觉
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水果收获机器人避障路径规划 被引量:43
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作者 蔡健荣 赵杰文 +1 位作者 Thomas Rath Macco Kawollek 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期102-105,135,共5页
在综合分析路径规划研究的基础上,采用基于概率地图的路径规划方法,运用启发式搜索算法对水果收获机器人机械臂运动路径进行实时规划。在搜索过程中,以位姿点密度作为权重使路径向自由空间扩散,避免过度采样。为提高路径规划速度,采用... 在综合分析路径规划研究的基础上,采用基于概率地图的路径规划方法,运用启发式搜索算法对水果收获机器人机械臂运动路径进行实时规划。在搜索过程中,以位姿点密度作为权重使路径向自由空间扩散,避免过度采样。为提高路径规划速度,采用延迟碰撞检测策略,可有效降低计算量。采用有向包围盒进行碰撞检测。最后利用虚拟现实技术,对水果收获时要绕过的支架和狭窄区域进行三维计算机模拟。结果显示,路径规划时间均小于0.15s,达到实时要求。 展开更多
关键词 收获机器人 路径规划 概率图法 分层分解法
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用于草莓收获机器人的果实定位和果柄检测方法 被引量:33
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作者 郭峰 曹其新 +1 位作者 崔永杰 永田雅辉 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期89-94,共6页
介绍了一种用于草莓收获机器人的果实定位和果柄检测方法。利用基于OHTA颜色空间的图像分割方法从背景中分割草莓通过计算二值化草莓blob的惯性主轴来判断草莓的姿态,根据草莓的成熟度实现了果实的选择性采摘。试验证明这种方法的平均... 介绍了一种用于草莓收获机器人的果实定位和果柄检测方法。利用基于OHTA颜色空间的图像分割方法从背景中分割草莓通过计算二值化草莓blob的惯性主轴来判断草莓的姿态,根据草莓的成熟度实现了果实的选择性采摘。试验证明这种方法的平均判别速度为1 s,果柄误判率为7%,在采摘过程中仅对5%的果实造成损伤,满足草莓机器人的收获速度和精度要求。 展开更多
关键词 农业机器人 机器视觉 草莓收获机器人 果柄检测
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番茄收获机器人技术研究进展 被引量:11
11
作者 梁喜凤 苗香雯 +1 位作者 崔绍荣 王永维 《农机化研究》 北大核心 2003年第4期1-4,共4页
简述了番茄收获机器人系统组成和技术研究进展,分析了各组成部分的功能与工作原理,并对番茄收获机器人通用性、可靠性、工作效率、采摘质量与机械手性能等方面的发展进行了探讨。
关键词 番茄收获机器人 系统组成 功能 工作原理 通用性 可靠性 工作效率 采摘质量 机械手性能
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基于YUV颜色模型的番茄收获机器人图像分割方法 被引量:20
12
作者 林伟明 胡云堂 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期176-180,共5页
在研究番茄收获机器人对目标图像分割识别时,经常由于采集的图像受光照影响以及分割识别算法的计算复杂性而影响到识别的准确性和实时性。通过比较RGB、HSI、YUV等颜色模型的特点,从理论上分析了YUV颜色模型应用于收获机器人视觉系统的... 在研究番茄收获机器人对目标图像分割识别时,经常由于采集的图像受光照影响以及分割识别算法的计算复杂性而影响到识别的准确性和实时性。通过比较RGB、HSI、YUV等颜色模型的特点,从理论上分析了YUV颜色模型应用于收获机器人视觉系统的可行性,提出了一种基于YUV颜色模型的成熟番茄分割方法。同时综合实验及经验确定了成熟的红色番茄在RGB、HSI、YUV颜色模型中阈值范围,采用直接确定色差阈值的双阈值分割算法识别成熟番茄,并对3种颜色模型在不同的光照条件下的分割识别效果进行实验对比。实验结果证实,将基于YUV颜色模型成熟番茄分割方法应用于番茄收获机器人视觉识别系统,能很好地解决其鲁棒性和实时性问题。 展开更多
关键词 番茄 收获机器人 YUV颜色模型 图像分割 机器视觉
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玉米智能收获机器人的路径识别方法 被引量:8
13
作者 徐建 杨福增 +1 位作者 苏乐乐 徐秀栋 《农机化研究》 北大核心 2010年第2期9-12,共4页
为了实现玉米智能收获机器人路径的识别,采用图像处理技术对玉米智能收获机器人行走垄行图像进行采集,并对其进行8邻域均值滤波器去噪和Prewitte算子边缘检测等技术处理,获得玉米收获机器人的行走路径,从而为实现机器人在玉米田间的自... 为了实现玉米智能收获机器人路径的识别,采用图像处理技术对玉米智能收获机器人行走垄行图像进行采集,并对其进行8邻域均值滤波器去噪和Prewitte算子边缘检测等技术处理,获得玉米收获机器人的行走路径,从而为实现机器人在玉米田间的自动行走和作业奠定技术基础。实验结果表明,该方法快速、准确,能实时检测出玉米智能收获机器人的行走路径。 展开更多
关键词 玉米收获机器人 路径识别 图像处理
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自导航温室黄瓜收获机器人的研究 被引量:8
14
作者 杨振宇 刘发英 王勇 《中国农机化学报》 北大核心 2013年第6期225-229,共5页
为了提高采摘机器人作业时的实用性和收获效率,结合斜拉线式的种植模式,设计了一种自导航温室黄瓜收获机器人。收获机器人沿导航线运动,橡胶条栅栏式的收获装置可以有效地隔离黄瓜和茎叶,收获装置可以做横向和斜上升降运动,黄瓜收获与... 为了提高采摘机器人作业时的实用性和收获效率,结合斜拉线式的种植模式,设计了一种自导航温室黄瓜收获机器人。收获机器人沿导航线运动,橡胶条栅栏式的收获装置可以有效地隔离黄瓜和茎叶,收获装置可以做横向和斜上升降运动,黄瓜收获与下一个采摘目标的图像获取同步进行,获取的源图像经灰度变换、Otsu自适应阈值算法和中值滤波算法预处理后,再采用局部最大类间方差阈值法对黄瓜果实进行识别。试验结果表明收获速度可达25根/min,收获成功率在92%以上,可以满足温室黄瓜收获的实际工况要求,具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 自导航 温室 收获机器人 并行处理
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柑橘收获机器人技术研究进展 被引量:13
15
作者 陈飞 蔡健荣 《农机化研究》 北大核心 2008年第7期232-235,共4页
简述了柑橘收获机器人系统组成和技术研究进展,分析了机器人各组成部分的功能、工作原理以及存在的技术问题,并提出了相应的解决办法。为了促使柑橘收获机器人技术的进一步发展,今后的工作主要集中在机械本体的优化设计、果实的智能化... 简述了柑橘收获机器人系统组成和技术研究进展,分析了机器人各组成部分的功能、工作原理以及存在的技术问题,并提出了相应的解决办法。为了促使柑橘收获机器人技术的进一步发展,今后的工作主要集中在机械本体的优化设计、果实的智能化识别和定位以及不确定场景下的避障路径规划。在提高工作效率和采摘质量的同时,应考虑尽量降低柑橘收获机器人的制造成本,提高其通用性,以期实现柑橘收获的商业化。 展开更多
关键词 收获机器人 综述 柑橘
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黄瓜收获机器人避碰轨迹规划 被引量:7
16
作者 汤修映 张铁中 《农机化研究》 北大核心 2010年第5期98-102,共5页
提出了一种基于机器视觉和关节空间的黄瓜收获机器人障碍避碰轨迹规划新方法,描述了算法的实现过程。该算法中,障碍分为球体、正方体和长方体3类;根据黄瓜果实图像信息,按照距离由近及远原则,规划成熟黄瓜的采摘顺序;根据障碍类型,进行... 提出了一种基于机器视觉和关节空间的黄瓜收获机器人障碍避碰轨迹规划新方法,描述了算法的实现过程。该算法中,障碍分为球体、正方体和长方体3类;根据黄瓜果实图像信息,按照距离由近及远原则,规划成熟黄瓜的采摘顺序;根据障碍类型,进行障碍判断和归类,构造障碍保护圆和障碍保护点;采用过中间障碍点的三次多项式插值函数进行描述黄瓜收获机器人相应阶段关节空间的运动轨迹。 展开更多
关键词 收获机器人 黄瓜 避碰 轨迹规划 障碍
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番茄收获机器人视觉系统标定的研究 被引量:4
17
作者 闫薇 冯江 刘小勇 《农机化研究》 北大核心 2006年第11期123-125,共3页
番茄收获机器人在番茄收获中是靠其视觉系统来获得目标位置信息的,而在定位过程中,首先遇到的就是摄像机的标定问题。为此,主要研究了番茄收获机器人双目视觉系统的标定,标定出了番茄收获机器人双目视觉系统的内部参数和外部参数,为番... 番茄收获机器人在番茄收获中是靠其视觉系统来获得目标位置信息的,而在定位过程中,首先遇到的就是摄像机的标定问题。为此,主要研究了番茄收获机器人双目视觉系统的标定,标定出了番茄收获机器人双目视觉系统的内部参数和外部参数,为番茄收获机器人双目定位系统提供了系统参数。 展开更多
关键词 自动控制技术 番茄收获机器人 标定 视觉系统
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神经网络在果蔬收获机器人机械臂避障路径中的应用 被引量:4
18
作者 戈志勇 陈树人 王新忠 《农机化研究》 北大核心 2007年第2期172-174,共3页
果蔬收获机器人是机器人技术在农业中的具体应用,基于避障的路径规划是果蔬收获机器人主要的研究内容。由于农业机器人作业环境的复杂性和非结构性,神经网络将是其重要的研究方法。为此,介绍了神经网络的特点,重点分析了采用神经网络描... 果蔬收获机器人是机器人技术在农业中的具体应用,基于避障的路径规划是果蔬收获机器人主要的研究内容。由于农业机器人作业环境的复杂性和非结构性,神经网络将是其重要的研究方法。为此,介绍了神经网络的特点,重点分析了采用神经网络描述果蔬收获机器人工作环境的基本思路,最后给出了黄瓜采摘机器人的具体分析实例,对农业机器人工作环境的描述具有较高的参考价值。 展开更多
关键词 农业工程 果蔬收获机器人 分析 避障 环境建模 神经网络
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基于单片机控制的玉米收获机器人转向系统 被引量:3
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作者 苏乐乐 杨福增 +1 位作者 徐建 徐秀栋 《农机化研究》 北大核心 2010年第2期69-73,共5页
玉米作为我国主要农作物之一,其收获劳动强度大,作业环境恶劣,是整个玉米生产中最耗时和费力的环节,改善驾驶员的工作环境,减小劳动强度成了玉米收获机发展的必然趋势,即通过研制相应的机器人来实现玉米收获机的无人驾驶。为此,介绍了... 玉米作为我国主要农作物之一,其收获劳动强度大,作业环境恶劣,是整个玉米生产中最耗时和费力的环节,改善驾驶员的工作环境,减小劳动强度成了玉米收获机发展的必然趋势,即通过研制相应的机器人来实现玉米收获机的无人驾驶。为此,介绍了一种基于单片机控制的玉米收获机器人的转向系统,包括该系统的组成结构、功能实现以及软硬件设计。通过在电脑上进行模拟仿真以及现场的安装调试,最终研制出了一种基于单片机控制的转向系统,该系统简单稳定,可用于多种农业机械的转向控制。 展开更多
关键词 玉米收获机器人 转向控制 单片机
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番茄收获机器人视觉系统标定技术的研究 被引量:2
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作者 王新忠 毛罕平 +1 位作者 仲琴 林伟明 《农机化研究》 北大核心 2006年第9期80-82,共3页
针对机器人在番茄收获中的应用背景,构建了番茄收获机器人视觉系统的摄像机模型,进而提出了内外参数分离的摄像机标定方法。同时,对摄像机的内外参数实行分离标定选取世界坐标系和摄像机坐标系重合,两摄像头沟轴平行。实验结果表明:该... 针对机器人在番茄收获中的应用背景,构建了番茄收获机器人视觉系统的摄像机模型,进而提出了内外参数分离的摄像机标定方法。同时,对摄像机的内外参数实行分离标定选取世界坐标系和摄像机坐标系重合,两摄像头沟轴平行。实验结果表明:该方法快速简单、精度高、有效合理。 展开更多
关键词 自动控制技术 视觉系统 理论研究 番茄收获机器人 摄像机标定 内参数 外参数
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