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番茄采摘机器人真空吸盘装置设计与试验（Design and Test of the Vacuum Suction Device for Tomato Harvesting Robot）
番茄 采摘机器人 真空吸盘装置 设计
2010/12/29
为实现番茄采摘机器人作业时将目标果实从果束中分离，设计了以微型静音空气压缩机和集成式真空发生器为主体的真空吸盘装置，并依据供气压力-负压关系、吸盘拉脱力和真空吸着响应时间测定结果，确定了其控制策略。试验表明，真空吸盘装置平均单次作业的时间和空气消耗量分别为1.5s和0.6L，拉动果实实现35mm水平位移的成功率达92%，空气压缩机功率可以满足采摘效率360个/h的需要。
黄瓜采摘机械臂结构优化与运动分析（Optimization Design and Kinematic Analysis of Cucumber-harvesting-robot Manipulator）
黄瓜 采摘机器人 机械臂 参数优化
2010/12/29
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...
基于LBM的苹果采摘机器人视觉图像自动修复算法（Automatic Image Inpainting Algorithm for Apple Harvesting Robot’s Vision System Based on LBM）
苹果 采摘机器人 格子波尔兹曼方法
2010/12/29
为恢复被果树枝叶遮挡后丢失的信息，首先通过计算遮挡因子，确定果树枝叶对苹果的遮挡区域；然后，利用格子波尔兹曼方法求解各向异性扩散方程，估计丢失的信息，提出了基于格子波尔兹曼方法的图像修复算法。实验证明，该算法能够有效实现苹果图像中枝叶遮挡部分的修复。与基于曲率驱动扩散的图像修复算法相比，该算法具有较高的峰值信噪比。由于算法的高度并行性，可以将其用于构建并行图像处理系统，并且适合苹果采摘机器人视觉系...
喷涂机器人空间轨迹到关节轨迹的转换方法（Conversion Method from Cartesian Space Trajectory to Joint Trajectory of Spray Painting Robot）
喷涂机器人 空间轨迹 关节轨迹
2010/12/28
根据喷涂机器人离线编程需要和喷涂空间轨迹的特点，提出一种基于Dijkstra算法的喷涂机器人笛卡尔空间轨迹到关节轨迹的转换方法。通过分析工件坐标系和机器人基坐标系的关系，采用辅助特征点三点标定法将工件坐标系内的喷涂空间轨迹转换到机器人坐标系。建立了在机器人逆解中求取最短关节运动行程的优选模型，用赋权有向图表示所有机器人逆解间的行程关系，利用Dijkstra算法求最优的逆解组合。喷涂试验显示，所提出...
苹果采摘机器人果实识别与定位方法（Recognition and Location of Fruits for Apple Harvesting Robot）
苹果 采摘机器人 机器视觉
2010/12/28
提出了利用归一化的红绿色差(R-G)/(R+G)分割苹果的方法。对不同光照情况下拍摄的苹果图像进行了识别，并对识别后的图像进行预处理后，获得苹果的轮廓图像。对轮廓图像采用随机圆环法进行果实圆心、半径提取。通过建立基于面积特征与极线几何相结合的匹配策略实现双目视觉下的果实定位，对于搜索区域内面积相似的果实，通过计算垂直投影的互相关函数最大值的方法，得到排序基准线，然后根据顺序一致性原则进行匹配。实验...
根据柑橘采摘机器人遇到树枝等障碍物的特点，通过提取和处理障碍物图像的骨架恢复障碍物的三维信息。首先采用图像分割、形态学处理、区域细线化等步骤提取障碍物骨架，并进行骨架修剪、恢复遮挡骨架等处理；然后找出骨架中端点、分支点等特征点并记录其连接关系；最后通过对特征点的立体匹配恢复障碍物的三维信息，试验表明障碍物的正确识别率为67.3%。
基于曲柄滑块机构原理导航的农业机器人设计（Design of Agricultural Robot Navigated by the Slider-crank Mechanism）
农业机器人 导航 曲柄滑块机构
2009/11/3
研究开发了一种自动导航果园用履带式移动机器人，作为果园精细化作业的移动平台。机器人采用基于曲柄滑块机构原理的导航方式，以导航机构检测的姿态角和位置角作为输入量设计了模糊PID控制器。试验表明，机器人以0.15m/s的速度直线行走时，最大跟踪误差小于0.02m；机器人转弯半径为2m时，最大跟踪误差小于0.05m。
温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取（Information Acquisition for Cucumber Harvesting Robot in Greenhouse）
温室 机器人 黄瓜采摘 机器视觉 信息感知
2009/11/3
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±5 mm以内...
自然条件下番茄成熟度机器人判别模型（Judgment Model on Maturity of Harvesting-tomato for Robot under Natural Conditions）
农业机器人 番茄 计算机视觉
2009/11/3
针对机器人采摘番茄因用途不同而进行选择性收获的问题，对人工选择的番茄图像样本集进行特征分析，从番茄的摄像机透视几何出发，提出将番茄表面红色调所占着色面积比与其他色调所占着色面积比的差值作为描述番茄成熟程度的主要分组特征。利用该特征并结合番茄着色区域整体色调均值和方差，用BP神经网络建立番茄成熟度的判别模型。通过模型测试和噪声水平测试表明，将着色面积比差值和色调均值作为模型的两个输入时，模型的准确判...
耕作机器人双三点定位及其目标图拟合控制（Double Three-point Fix and Objective Diagram Fitting Controlling of Farming Robot）
耕作机器人 双三点 拟合
2009/9/25
为了提高耕作机器人控制位姿精度，提出双三点定位和目标图拟合控制方法，以双三点定位算法与耕作目标图的拟合实现机器人在自主移动过程中的位置定位和姿态定位，利用激光测距传感器和超声波接收器构建了测试系统并进行了实验。结果表明，该定位方法提高了运算速度和控制精度，随着耕作机器人行进速度的提高，其绝对误差有所增大，而相对误差明显下降，耕作机器人对凸出地面的障碍物比较敏感，增加机器人的质量会增强其稳定性。
草方格铺设机器人多体动力学仿真与试验（Multi-body Dynamic Simulation and Experiments of the Straw-checkerboard Barriers Paving Robot）
草方格 机器人 多体动力学
2009/8/11
采用Pro/E和ADAMS软件相结合的方法，建立了草方格铺设机器人动力学模型，同时探讨了二者联合建模仿真的一般步骤。模型添加必要的边界条件后，对纵向压轮和横向插刀正常动作时的草方格铺设机器人振动状态进行了仿真。通过仿真，得到了牵引车、纵向铺设机构、横向铺设机构、纵向压轮和横向插刀质心的位移、速度以及加速度曲线。分析了这些曲线出现波动的原因，为进一步的优化提供了数据。通过试验，得到实际状态下的试验曲...
基于TMS320DM642的农业机器人视觉导航路径检测（Identifying the Navigation Route Based on TMS320DM642 for Agriculture Visual Robot）
机器人 自定位 视觉导航
2009/8/11
在农田非结构化自然环境下，通过机器视觉提取导航线的处理算法，利用透视投影变换得到摄像机相对于导航路径的偏移距离和偏移角，成功地在TMS320DM642系统上得到实现，并对程序进行了基于C语言的代码优化。试验结果表明，偏移角的最大误差为2°，横向偏移距离最大误差为5cm。
基于机器视觉的林间导航路径生成算法（Algorithm of Path Navigation Line for Robot in Forestry Environment Based on Machine Vision）
机器人 机器视觉 路径导航
2009/8/11
提出了一种基于机器视觉的、适用于林间行走机器人导航的路径生成算法，即采用扫描图像获得视野两边的树干底部与地面的交界点，计算得到交点中心的一系列离散点簇，通过最小二乘法拟合该中点生成导航直线的算法。Matlab仿真结果表明：该算法可有效地处理多种林间复杂环境，符合人眼视觉所识别的导航线，在图像批量处理时具有较高的可靠性和稳定性。
基于倍四元数和Groebner基的6R机械手的位置反解（Qeneral 6R Robot Inverse Solution Based on Double Quaternion and Groebner Base）
6R机械手 倍四元数 Groebner基
2009/5/22
提出了一般6R机械手的位置反解的新算法，该算法是把齐次变换矩阵转以倍四元数形式表示，建立了倍四元数形式的串联6R机械手运动学方程，再通过线性消元和两次应用分次字典序Groebner基消去5个变元，得到一个一元16次方程。此方法没有增根，是一种对空间任意尺寸6R机械手进行建模和求解的新算法。其中求解Groebner基采用了计算机代数系统进行有理数运算，目前的求解速度尚不是很高，需进一步改进。
基于改进Hough变换的收获机器人行走目标直线检测（Walking Goal Line Detection Based on Improved Hough Transform on Harvesting Robot）
收获机器人 导航 随机Hough变换 直线检测 边缘检测
2010/2/26
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...