国家高技术研究发展计划(2012AA10A506)
- 作品数：19 被引量：148H指数：9
- 相关作者：崔永杰曹其新徐立青刘海彬王跃勇更多>>
- 相关机构：西北农林科技大学上海交通大学吉林大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金上海市教育委员会创新基金更多>>
- 相关领域：农业科学自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 基于机器视觉的嫁接用苗外观特征自动检测被引量：9
- 2014年
- 提出了基于数学模型的幼苗外观特征自动检测方法,检测项目包括生长状态、子叶参数和胚轴参数。首先经过图像预处理提取幼苗二值图,利用行像素统计图确定特征参数基准点位置。然后以标定胚轴最小矩形倾斜度和宽度判定弯曲状态;子叶跨度通过两子叶端点距离确定,子叶展开角通过两子叶底端平展位置拟合线夹角判定;胚轴弯曲度通过胚轴中心线上曲率最大的位置为分界点分别判断两段斜度而求得,胚轴长、轴径结合斜度补偿求得。与手工测量数据对比,轴长、轴径和子叶跨度的相关系数分别为0.935 1、0.899 9和0.903 4,相对误差分别小于7%、5%和7%,绝对误差分别小于4 mm、0.2 mm和6 mm。
- 崔永杰王霞霞徐立青陈同李少华傅隆生
- 关键词：机器视觉数学模型
- 移动机器人里程计系统误差及激光雷达安装误差在线标定被引量：15
- 2017年
- 为了降低传感器系统误差所带来的影响,首先建立了差速移动机器人里程计系统误差及激光雷达安装误差数学模型.然后,基于拓展卡尔曼滤波算法,提出了一种里程计系统误差及激光雷达安装误差迭代标定方法,该方法能够在定位的同时对2组误差进行实时标定.通过仿真对该方法进行验证,误差估计有效地收敛到误差真值.实物实验中,误差估计能有效收敛,标定后的航迹推算误差大幅度降低.
- 达兴鹏曹其新王雯珊
- 关键词：移动机器人扩展卡尔曼滤波
- 嫁接苗移栽机械手末端执行器的优化设计被引量：4
- 2016年
- 针对断根嫁接苗手工移栽劳动强度大、效率低和作业质量难以保证等缺陷,设计嫁接苗移栽机械手末端执行器。根据嫁接苗移栽要求,采用SolidWorks软件,先建立末端执行器三维模型,然后对末端执行器的连接杆和拨土机构等重要部件进行力学分析并优化,最后将末端执行器加工成实物,并与气爪、连接盘和UR5机器人等进行装配、编程后放入移栽装置中试验。移栽试验表明:末端执行器伸入340×500mm嫁接机方框深度达210mm;在移栽速度为700株/h时,移栽成功率平均达96.67%;试验中末端执行器工作平稳,能满足移栽作业要求。
- 夏春风曹其新杨扬
- 关键词：末端执行器优化设计嫁接苗
- 气吸式育苗穴盘自动摆放机的设计与试验被引量：3
- 2018年
- 工厂化育苗中广泛使用育苗穴盘,播种前育苗穴盘的摆放工作枯燥费时、劳动强度大。为实现育苗穴盘的自动摆放,设计了一种气吸式育苗穴盘自动摆放机,使用真空吸盘吸取育苗穴盘。同时,设计了真空取盘装置、运动装置和控制系统,并试制了样机。试验表明:真空泵供电电压、吸盘座缓冲弹簧、吸盘间距3个因素对摆放成功率的影响均不显著。在ZQ370-02PM真空泵供电电压(18.0±0.05)V的条件下,使用4个9mm三层风琴型真空吸盘,摆放500次,摆放成功率为99.6%。气吸方法可实现50穴育苗穴盘的自动摆放。
- 刘海彬谷新运徐灿崔永杰
- 关键词：工厂化育苗真空吸盘
- 穴盘幼苗机械手取苗基质完整率影响因素试验与分析被引量：19
- 2015年
- 当前国内外移栽机械研究中取苗环节是制约自动移栽机发展的瓶颈,该文试验研究重点是判别拟定的影响因素对穴盘幼苗机械手取苗影响显著与否.测试的影响因素为基质含水率（35%~65%）,取苗执行器的执行结构外形特征（指针形状、压舌板形状、U型形状3种）和作物生长初期幼苗根系对基质抗剪性能提升的效果,并将基质完整率作为试验指标值.通过试验给出夹持力与夹持量的对应关系,明确了各取苗执行器执行结构的最佳夹持量,采用正交试验法得出主次影响因素和优水平.试验结果表明：执行结构外形特征是主要影响因素,并确定U型形状为最佳;基质含水率对取苗结果有一定影响,含水率在50%左右为最佳;在幼苗长出第1对真叶时取苗,幼苗根系对基质抗剪性能提升的效果对取苗影响不大,对最优水平组合做验证试验基质完整率均在 80%以上,样本全都成功移栽到营养钵内.该文为进一步研究和改善穴盘幼苗移栽设备的关键技术点提供参考.
- 王跃勇于海业
- 关键词：机械手影响因素
- 基于图像处理的大粒种子方向的判断方法被引量：6
- 2012年
- 在嫁接育苗体系中,如何利用标准化苗实现自动供苗成为该体系的关键技术之一。而定向播种是生产标准化苗的前提条件。为此,以南瓜种子为研究对象,研究了大粒种子方向的判断方法。研究方法为利用CCD彩色摄像机采集种子的原始图像,通过二值化得到种子的二值图像;在二值图像上分别获取种子惯性长轴上的两个边界点,然后分别选取以两个边界点为基准的向种子内部延伸且具有相同面积的矩形;比较两个矩形内种子的面积,利用种子的外形特征判断种子出芽点所在的方向。试验结果表明,利用此研究方法可以有效地判断出芽部位比较尖的种子方向,为相关定向播种装置的研究提供有利的依据。
- 崔永杰丁宪李平平苏帅
- 蔬菜自动嫁接技术研究现状与发展分析被引量：30
- 2017年
- 嫁接在提高作物抗病能力、生长速度、单位产量,减少施肥、施药等方面具有积极作用,是多类蔬菜大规模生产的重要环节,而自动化嫁接能够有效提高嫁接效率和嫁接苗成活率,正在成为蔬菜商业化生产的刚性需求。本文对中国、日本、荷兰、西班牙、意大利等国蔬菜自动嫁接技术的研究现状和发展动态进行了分析;归纳出5项蔬菜自动化嫁接关键技术:幼苗机械化抓取技术,幼苗自动输送技术,砧、穗木切削技术,砧、穗木接合固定技术,自动嫁接系统控制技术,并逐一进行了阐述;最后对目前本领域的研究特点和发展趋势进行了总结和展望,认为蔬菜嫁接自动化程度将进一步提高,单机嫁接规模将进一步扩大,农艺、人工智能、人因工程等间接因素将为自动嫁接机未来的性能提升带来助力。
- 张凯良褚佳张铁中尹权孔艳山刘展
- 关键词：蔬菜自动嫁接机器人
- 基于双目立体视觉的机械手移栽穴盘定位方法被引量：9
- 2016年
- 为了解决自动化机械手移栽过程中穴盘放置偏斜和底部局部"凸起"而引起的移栽效果不理想的问题,为机械手提供穴盘精准坐标,对穴盘准确定位方法进行研究。首先,根据机械手移栽特点提出穴盘定位总体方法及图像获取手段。其次,利用单目相机获取的图像采用像素标记法和Radon变换法计算穴盘中心坐标和角度,完成穴盘平面定位。再次,对双目相机获取的图像采用SIFT(scale invariant feature transform)特征匹配的算法获得匹配点对坐标,并提出区域整合匹配点的方法。最后,利用整合的区域双目匹配点坐标配合相机标定结果重建匹配点的三维世界坐标,并且与穴盘平面定位结果相结合完成穴盘空间位置重构。试验结果表明,提出的穴盘定位方法能够真实地恢复穴盘空间姿态,中心像素横纵坐标相对误差分别在(-7,+7)和(-6,+7)像素内,角度检测值与实测值相对误差值在(-0.51°,+0.53°)内,利用SIFT特征匹配算法匹配双目图像,在2×4区域内对8对整合匹配点进行三维世界坐标重建,其中7个坐标的三个维度与测量值相对误差在2 mm内,1个坐标与测量值相对误差为4.6 mm内。该方法所应用的算法成熟,可以满足机械手移栽实际应用处理要求。
- 王跃勇于海业刘媛媛
- 关键词：农业机械移栽双目立体视觉SIFT特征匹配
- 基于机器视觉的嫁接苗移栽实时定位研究被引量：4
- 2016年
- 针对自动化育苗流程中的嫁接苗移栽环节,提出了一种基于机器视觉的嫁接苗移栽实时定位系统。该系统能根据点云信息定位每次移栽嫁接苗时穴孔的位置,并且在穴盘受迫移动后重新定位穴孔的位置。具体的方法是通过RGB传感器与红外传感器获取工作区域内的点云信息,利用点云信息,首先离线标定传送带平面方程,进而根据实时的位置信息完成穴盘与背景的在线分离;接着从分离出的穴盘点云得到对应的二维掩膜,从掩膜中的单连通区域推算出每个穴孔的位置;针对穴盘移动之后的重定位,使用了基于随机采样一致算法的单应矩阵计算方法,由历史单应矩阵从初次定位的穴孔坐标计算出当前的穴孔位置。实验表明,该定位系统能有效定位穴孔的位置,满足嫁接苗移栽要求。
- 谭明豪曹其新邱强冷春涛
- 关键词：图像匹配穴盘移栽
- 幼苗盘自动搬运机取放装置设计被引量：2
- 2016年
- 针对设施农业中播种、催芽、育苗、嫁接等作业需要大量劳动力搬运幼苗盘问题,设计了幼苗盘自动搬运机取放装置。该装置采用步进电机驱动,抓取手指与一对形状相同的传动链铰链连接,传动链同速同向,抓取手指做平移运动,实现取放幼苗盘。根据Pro/E软件机构模块进行运动仿真和分析,取放装置能够实现取放工作。试验结果表明:当幼苗盘托盘底面与无动力滚筒上表面平齐,端面水平相距30mm时,取放装置能够顺利取放幼苗盘。
- 李少华刘海彬高建敏崔永杰
