国家高技术研究发展计划(2007AA04Z222) 作品数:10 被引量:128 H指数:8 相关作者: 李伟 任永新 袁挺 杨庆华 谭豫之 更多>> 相关机构: 中国农业大学 浙江工业大学 浙江工商职业技术学院 更多>> 发文基金: 国家高技术研究发展计划 国家教育部博士点基金 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 自动化与计算机技术 农业科学 机械工程 更多>>
温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取技术研究 为实现温室环境下果实的自动采摘,研究了基于近红外图像的黄瓜果实与茎叶的信息表达方法,有效地实现了近色系生物信息的图像识别。分析了黄瓜采摘深度图像信息的特点,通过建立基于灰度相关与极线几何相结合的匹配策略实现了双目视觉下的... 袁挺 李伟 谭豫之 杨庆华 高峰 任永新关键词:机器人 机器视觉 信息感知 文献传递 基于近红外图像的温室环境下黄瓜果实信息获取 被引量:9 2009年 为实现温室环境机器人采摘作业中果实的品质判别和空间定位,研究了基于近红外图像的黄瓜果实识别及特征获取方法。分析比较黄瓜果实、茎、叶在各光谱波段的分光反射特性,确定采用850nm干涉滤光片来获取图像,解决近色系目标、背景的区分问题;利用果实的灰度特征,将P参数阈值法用于图像分割,实现目标的初步识别,并对目标图像进行等间距区域化处理,依据区域块重心、面积差异滤除噪声、标记果实;根据黄瓜的形状纹理特征,计算果实中心线长度和弯曲度作为黄瓜的质量判别标准,利用果实与果柄交界处灰度的变化标记出可抓取区域。通过对温室场景下随机拍摄的包含30幅黄瓜果实图像和10幅无果实图像分别进行算法验证,结果表明识别准确率各为83.3%和100%,对抓取区域提取的成功率为83.3%。 袁挺 许晨光 任永新 冯青春 谭豫之 李伟关键词:机器视觉 温室黄瓜 图像识别 基于模糊控制的黄瓜采摘机器人视觉导航 被引量:19 2009年 以温室环境下黄瓜垄间图像为研究对象,提出了基于计算机视觉和模糊控制技术的导航方法.用色差2G-R-B算子对RGB彩色图像进行灰度化处理;根据灰度图像双峰型垂直直方图初步确定导航线位置;并据此逐行求出离散导航点;采用基于一点的改进型Hough变换由离散导航点拟合出导航参考直线,进而获得当前位置的横向偏差和角度偏差作为导航参数.以横向偏差和角度偏差作为模糊控制器的输入,以差速运动机器人的差速值作为输出,设计了模糊控制器.导航试验结果表明:该方法平均耗时小于150 ms,可以满足实时控制的要求,以0.3 m/s速度进行路径跟踪时,最大误差小于5 cm. 任永新 谭豫之 杨会华 李伟 陈兵旗关键词:温室 计算机视觉 HOUGH变换 模糊控制 视觉导航 黄瓜采摘机械臂结构优化与运动分析 被引量:25 2010年 黄瓜采摘机器人在非结构环境中工作时,其机械臂的结构特点与运动精度将直接决定机器人作业范围和采摘成功率。针对黄瓜特定的栽培模式,结合机械臂工作空间及结构长度指标,运用参数优化法,对采摘机械臂构型和结构参数进行了优化设计。建立了机械臂运动D-H模型,实现由关节空间向笛卡尔空间的正逆变换,并确定了机械臂速度雅可比矩阵;应用三次多项式插值法,建立了机械臂关节空间运动规划模型;应用Matlab平台对优化参数进行仿真。结果表明,机械臂实际采摘范围可达到目标工作区域90.5%以上,关节位移变化曲线光滑,运动平稳。 冯青春 纪超 张俊雄 李伟关键词:黄瓜 采摘机器人 机械臂 参数优化 黄瓜采摘机械臂结构优化与运动分析 黄瓜采摘机器人在非结构环境中工作时,其机械臂的结构特点与运动精度将直接决定机器人作业范围和采摘成功率。针对黄瓜特定的栽培模式,结合机械臂工作空间及结构长度指标,运用参数优化法,对采摘机械臂构型和结构参数进行了优化设计。建... 冯青春 纪超 张俊雄 李伟关键词:机械臂 参数优化 文献传递 黄瓜采摘机器人嵌入式系统的设计与实现 被引量:8 2009年 将嵌入式系统应用于智能农业机器人是该领域今后发展的一个趋势。为此,介绍了黄瓜采摘机器人基于DM642+S3C2410嵌入式系统的设计与实现;阐明了该嵌入式系统的硬件组成原理及软件结构。经系统与机器人移动平台以及机械臂联调测试表明,其实时性好、识别率高、定位精确、功耗小且成本低,能够完成非结构化环境下对黄瓜果实的识别与定位,并最终完成对黄瓜果实的采摘。 侯茗耀 王库 党帅关键词:嵌入式系统 TMS320DM642 S3C2410 Recognition of greenhouse cucumber fruit using computer vision <正>A method for cucumber fruit recognition in greenhouses is presented for a robotic fruit picking system.A th... LIBIN ZHANG QINGHUA YANG The Ministry of Education Key Laboratory of Mechanical Manufacture and Automation Zhejiang University of Technology No.18 Chaowang Road Hangzhou关键词:CUCUMBERS RECOGNITION 文献传递 基于摆线运动的黄瓜采摘机器人终端滑模轨迹跟踪控制 被引量:15 2009年 黄瓜采摘机器人是机器人技术在农业中的具体应用,而快速稳定地到达目标采摘点的轨迹规划则是黄瓜采摘机器人研究的主要内容之一。根据摆线运动曲线光滑,并能在有限区间的端点产生零速度和零加速度的特点,将其应用于黄瓜采摘机器人关节空间的轨迹规划,该方法计算简单,实时性好。同时,为了实现对期望轨迹的精确跟踪,构造了一种快速非奇异的终端滑模控制器,采用指数和幂次结合的趋近率方法,引入非线性滑模面,突破了普通滑模控制器在线性滑模条件下渐进收敛的特点,并且不会出现传统终端滑模控制的奇异性和抖振问题。李亚普诺夫稳定性分析和仿真试验证明:它能够准确的跟踪期望轨迹,并能使位置跟踪误差在有限时间内收敛到零,响应时间短,跟踪效果好。 杨庆华 王燕 高峰 鲍官军 荀一 钱少明 张立彬关键词:终端滑模 温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取 被引量:30 2009年 研究基于近红外图像的黄瓜果实与茎叶的信息表达方法,有效实现了近色系生物信息的图像识别。分析了黄瓜采摘深度图像信息的特点,通过建立基于灰度相关与极线几何相结合的匹配策略实现了双目视觉下的黄瓜抓取点的立体匹配和三维重建。研究温室环境下不同时间光照强度变化特点,建立了光照分析模型,提高了不同光照条件下的导航线提取的适应性。试验表明机器人视觉系统能有效识别、定位果实的空间位置,定位误差控制在±5mm以内。 袁挺 李伟 谭豫之 杨庆华 高峰 任永新关键词:温室 机器人 机器视觉 信息感知 黄瓜采摘机器人远近景组合闭环定位方法 被引量:19 2011年 针对黄瓜采摘机器人远景定位精度不高,以致切伤果实和茎蔓的问题,设计了一种基于机器视觉具有空间位置反馈功能的末端执行器。对温室环境下黄瓜果实采摘区域图像信息获取方法加以研究,综合HIS色彩空间H、S分量进行阈值分割,结合RGB色彩空间G通道边缘分布特征以及黄瓜形状特征,提取黄瓜采摘区域。基于摄像机线性透视模型,研究了采摘切割点空间定位方法,最终向采摘机械臂控制器反馈位置微调信息。采用远近景组合闭环定位方法,对采摘目标进行闭环定位,有效地解决了采摘机器人一次远景定位误差较大的问题。试验结果表明,排除温室复杂光照情况,机器人末端执行器定位精度达到2 mm,满足采摘作业要求。 冯青春 袁挺 纪超 李伟关键词:黄瓜 采摘机器人 机器视觉 闭环控制