林业机器人的发展现状

结合40a的林业机器人发展历史,给出了林业机器人的应用领域,提出了林业机器人的分类方法:主要从根、茎、叶和果实作业分类.在林业机器人国内外发展现状方面,以枝上作业机器人、树干作业机器人、草上作业机器人和林产工业机器人等方面进行了论述分析.在国内林业机器人研究方面,较为详尽的介绍了已经开发的机器人成果和正在研究的机器人.依据机器人技术近50a的发展和农林业机器人40多年的研究,提出了未来研究的关键技术及发展方向应主要集中在机器人机构学、智能控制、新机器人、食品安全和小型机器人等研究领域.     

电厂冷凝器清洗机器人设计与控制方法研究

提出了面向电厂冷凝器清洗的新方法,它以高压水清洗为主、以化学药剂清洗为辅,通过智能清洗机器人实现电厂冷凝器的自动化在线清洗.首先设计了水下冷凝器清洗机器人的体系结构,给出了清洗机器人的机械与电气结构,在此基础上,为实现机器人的高效清洗,设计了机器人的分布式控制系统,提出了水下作业环境下二关节机器人的控制方法,建立了模糊高斯基神经网络控制系统结构,通过BP学习算法进行神经网络训练.最后,仿真实验表明:提出的控制方法在动态性能和稳定性方面优于传统的控制方法,非常适用于水下环境的清洗控制.     

农业机器人行进中控制技术的研究进展

农业机器人行进中的控制技术直接影响了农业机器人的作业效果,也是开发实用设备的关键。总结了近年来农业机器人行进中控制技术的研究进展,并提出了今后相关技术的研究方向和方法。     

图书馆服务机器人语音指令深层信息识别系统

对图书馆服务机器人的自然人机交互问题进行研究,首先介绍了图书馆机器人存取的研究现状和机器人语义解析存在的问题,提出一种基于混合模型的语音深层信息解析方法,然后对该方法进行公式化描述,并进行了仿真实验,说明了该方法的可行性,最后指出了未来的工作重点.     

番茄采摘机器人目标识别方法研究

针对目前采摘机器人工作环境复杂、效率低下等问题,在采摘机器人体系结构的基础上,提出了一种将AdaBoost分类器和颜色特征分类器相结合用于番茄采摘机器人的目标识别方法.通过试验分析该方法的性能,并与改进前的性能进行比较.试验结果表明,该方法的平均番茄识别时间为78.955 ms,识别准确率达到97％以上,性能优良,达到番茄采摘机器人对目标识别的要求.为实现采摘机器人智能化提供了一定的参考和借鉴.     

基于改进蚁群算法的灭火机器人路径规划研究

提出一种适用于灭火机器人避障路径规划的改进蚁群优化算法,采用自适应更新策略的方法规划最佳避障路径,建立了简洁、严谨的蚁群优化算法函数,以达到对灭火机器人避障路径的优化.这种方法能够使灭火机器人在未知环境寻找火源时有效避开障碍物并且使机器人所走路径最短,所用时间最少.经实验证明了该方法的可行性和有效性.     

动态检测与容错机器人

提出了机器人容错模型,设计了多智能体机器人的框架结构,并且对各部分功能进行了详细说明。为了提供具备检测和隔离能力的接口,提出了使用有效数据进行检测的方法。最后采用故障树对机器人的可靠性进行了分析。     

果蔬采摘机器人视觉系统研究综述

视觉系统是果蔬采摘机器人的重要组成部分,其性能好坏决定了采摘机器人的采摘效率、速度和质量。通过论述近年来国内外关于果蔬采摘机器人视觉系统对采摘目标、障碍物识别与定位等方面的研究方法和进展,分析并指出当前研究存在的问题及未来研究建议,为今后深入研究果蔬采摘机器人视觉系统提供了参考。     

慧鱼模型在森林工程专业机器人技术教学中的应用

慧鱼模型提供了机器人搭建和软件设计平台,操作简单,降低了机器人的制作难度,是培养学生动手制作能力,提升学习能力的有效途径。结合森林工程专业机器人技术课程的教学目标,根据机器人运动学设计的基本要求,通过采用慧鱼模型构建寻光避障机器人模型,对其机构创新设计进行探索研究,并使用慧鱼模型专用软件ROBO Pro模版化语言,对模型编写控制程序,分析并验证了寻光避障机器人的控制方法,建立了实物模型。该方案可以应用到森林工程专业机器人技术课程教学改革中,提高学生的参与兴趣与创新精神。     

农用机器人DGPS导航方法及数据采集

介绍了农用机器人DGPS的导航方法,以及利用VC++实现导航数据的采集的方法。实验结果证明农用机器人差分导航系统能大大提高GPS定位精度,达到农业生产的要求。     

Development of a robotic detection system for greenhouse pepper plant diseases

Automation of disease detection and monitoring can facilitate targeted and timely disease control, which can lead to increased yield, improved crop quality and reduction in the quantity of applied pesticides. Further advantages are reduced production costs, reduced exposure to pesticides for farm workers and inspectors and increased sustainability. Symptoms are unique for each disease and crop, and each plant may suffer from multiple threats. Thus, a dedicated integrated disease-detection system and algorithms are required. The development of such a robotic detection system for two major threats of bell pepper plants: powdery mildew (PM) and Tomato spotted wilt virus (TSWV), is presented. Detection algorithms were developed based on principal component analysis using RGB and multispectral NIR-R-G sensors. High accuracy was obtained for pixel classification as diseased or healthy, for both diseases, using RGB imagery (PM: 95%, TSWV: 90%). NIR-R-G multispectral imagery yielded low classification accuracy (PM: 80%, TSWV: 61%). Accordingly, the final sensing apparatus was composed of a RGB sensor and a single-laser-beam distance sensor. A relatively fast cycle time (average 26.7 s per plant) operation cycle for detection of the two diseases was developed and tested. The cycle time was mainly influenced by sub-tasks requiring motion of the manipulator. Among these tasks, the most demanding were the determination of the required detection position and orientation. The time for task completion may be reduced by increasing the robotic work volume and by improving the algorithm for determining position and orientation.     

机器人运动学的旋量表述

应用李群知识和旋量理论描述了串联机器人的刚体运动,建立了机器人运动学关系的算法,并利用软件Mathematica进行了算法的实现;选取了具有代表性的串联机器人进行了运动学关系的分析,对算法和程序进行了验证;最后将运动学关系式的旋量指数积方法与传统的D-H参数方法进行了比较分析,从运动学参数的几何描述以及运动学关系式对后期分析的影响2个方面分别阐述了旋量指数积描述方法的优势。     

基于camshift仿生机器鱼水下探测算法的设计与实现

提出了一种集成多个红外测距传感器,CMOS摄像头的仿生机器鱼,设计了仿生机器鱼的传感器网络,分析了仿生机器鱼在水面上与障碍物和目标物之间的几何关系.对漂移算法中的camshift算法进行了介绍,并把camshif算法运用到仿生机器鱼的视觉算法中.以模糊算法为基础设计了一种有效的路径规划控制算法.通过camshit算法与路径控制算法有效的结合,使机器鱼能够在水中自主躲避障碍物,并探测到目标物反馈信息.最后用试验验证了算法的有效性.     

Robotic Weed Control System for Tomatoes

A real-time intelligent robotic weed control system was developed for selective herbicide application to in-row weeds using machine vision and precision chemical application. The robotic vision system took 0.34s to process one image, representing a 11.43 cm by 10.16 cm region of seedline containing 10 plant objects, allowing the prototype robotic weed control system to travel at a continuous rate of 1.20 km/h. The overall performance of the robotic system in a commercial processing tomato field and in simulated trials is discussed.     

Agricultural robots—system analysis and economic feasibility

This paper focuses on the economic feasibility of applying autonomous robotic vehicles compared to conventional systems in three different applications: robotic weeding in high value crops (particularly sugar beet), crop scouting in cereals and grass cutting on golf courses. The comparison was based on a systems analysis and an individual economic feasibility study for each of the three applications. The results showed that in all three scenarios, the robotic applications are more economically feasible than the conventional systems. The high cost of real time kinematics Global Positioning System (RTK-GPS) and the small capacity of the vehicles are the main parameters that increase the cost of the robotic systems.     

基于视觉的并联移苗移栽机械臂运动控制分析

为了满足移苗移栽作业自动化对精度、速度和灵活性的需求,基于Delta机构设计了一种并联构型的穴盘移栽机械臂,建立了机械臂的运动学模型。本文在移栽机械臂的基础上增加了视觉识别环节,以相机获得幼苗图片,将相片传递至中央处理器完成图片预处理,对图像进行光滑、增强处理和识别,提取图片特征,计算出作业对象中心位置,将中心位置反馈至中央处理器,计算出运动量,中央处理器输出指令,从而控制末端执行器完成作业。     

水下机器鱼三维虚拟现实研究与实现

为创建具有真实感的虚拟现实环境,使用户能够直观感知机器鱼的实时运动状态,实现了一种基于虚拟现实技术的监测方法。在VC＋＋的基础上利用OpenGL图形库与3D建模软件联合创建仿生机器鱼静态三维虚拟现实环境,并集合Access数据库与VC＋＋的交互,实现机器鱼的实时运动显示,并使采样参数与采样位置有机结合显示。该系统可以实现用户从任意角度和距离监测机器鱼巡游路径、当前位置及所在区域的水质参数。系统结构清晰,旨在为实现智能化水产养殖提供参考依据。     

Development of a teleoperation system for agricultural vehicles

A teleoperation system for a hydro-static transmission (HST) drive crawler-type robotic vehicle is described in this paper. The system was developed to satisfy the needs of various farm operations and teleoperation in unknown agricultural fields. The controller has a layered architecture and supports two degrees of cooperation between the operator and robot, direct and supervisory control. The vehicle can travel autonomously by using an RTK-GPS and a fiber-optic gyroscope during supervisory control, and the operator interface also provides a field navigator based on Google Map technology. The vehicle's position and heading direction was capable of 1 Hz update using precise satellite image maps. The results of field tests using direct control showed that it is difficult for the operator to control the movement of the vehicle along the target lines. On the other hand, the vehicle could travel in a straight line with a maximum lateral error of 0.3 m by using supervisory control.     

基于PLC的焊接机器人柔性控制系统

建立了焊接机器人的控制系统,运用三菱PLC控制机器人进行点焊工位焊接,给出了控制系统的设计。该系统具有很好的柔性,实际使用效果良好,保证了焊接质量,提高了生产效率。     

区域极点配置在机器人手臂运动模型中的分析及比较

针对一类线性系统的区域极点配置的稳定问题，以机器人手臂为研究对象，对被控对象进行相关描述并且建立运动模型。给出线性系统区域极点配置在机器人手臂的运动模型稳定中的重要结论。利用LMI求解出控制器，并例举一个具体实例通过计算机仿真证实结论的正确有效性，通过分析得出区域极点配置的控制方式较精确极点配置的控制方式在稳定性特征上能够更好的控制系统，使得系统满足静态与动态特性。