基于神经网络的智能型采棉机器人开发与研究

棉花成熟度和空间位置的识别是智能型采棉机器人研究的关键技术.为此,运用彩色图像处理、神经网络理论以及机器人技术研究开发了采棉机器人样机.该样机具有学习功能,采摘时根据示教的成熟棉花与未成熟棉花的标准样本自动摘取成熟棉花.同时,提出了基于神经网络的棉花成熟度判别策略及棉花重心位置的提取方法.     

智能型采棉机器人中单机械手运动学建模与仿真

针对我国采棉方式严重制约着采摘效率和收获成本的现状,提出了基于单机械手的智能型采棉机器人构想.根据D-H法则和机械手的结构参数,建立了单机械手的运动学模型,采用反变换法求解运动学逆问题,利用MATLAB仿真,验证了所建模型和所有连杆参数的正确性,保证了机械手各关节的准确运动,实现了棉花的实时、高效采摘,并且可以在上述机械手运动学模型基础上开展轨迹规划和避障等技术研究.     

图像处理技术在农业机器人中的应用

图像处理技术是模式识别与人工智能的一个重要领域,其应用已扩展到农业领域的诸多方面。为此,简要介绍了计算机图像处理及其应用的基本过程,概述了图像处理技术在农业机器人中的应用状况,并指出了图像处理技术应用于农业机器人领域所存在的问题。     

图像处理在猕猴桃采摘机器人路径规划中的应用

为了实现猕猴桃采摘自动化,设计了采摘机器人导航行走系统.该系统基于图像处理,以种植垄和杂草空地分界线作为导航轨迹,主要包括以下内容:①图像处理,采用HSV系统中色调H分量,实现图像灰度处理,采用同态滤波和阈值分割,实现图像二值化,最终找到导航轨迹离散点;②对离散导航像素进行拟合,并将图像中导航方程转化到实际空间坐标系中...     

机械采棉技术应用经济效益分析

兵团农一师一团是一个拥有1.33万hm2耕地的典型植棉农场,有40多年的植棉历史,1997年被列为国家优质棉生产商品基地,同时被列为兵团机采棉示范单位。先后引进美国迪尔、凯斯公司及中国新联集团5种机型采棉机,进行433．33hm2的棉田田间机采农艺试验,对机采籽棉清理烘干加工设备进行改造利用。目前一团已具备30万担机采籽棉加工能力和成熟的加工技术,具备适应机采棉的各项农艺技术,具备采棉机操作维修的技术工人,为加速机械采棉开辟了广阔前景。1机械采棉技术的应用1．1采棉机的适应性试验（1）美国迪尔公司生产的JohnDeers990型采棉…     

机器人在温室中的应用研究

机器人是现代温室中重要的技术装备,研究其关键技术问题具有重要的意义。为此,对发达国家在温室采摘和喷雾机器人方面的先进技术以及我国温室机器人的研究现状进行了综述,并提出我国温室机器人在定位导航、精准作业方面存在的主要问题。同时,指出了未来温室机器人将向着智能化、小型化、一机多用等方向发展。     

基于多视角三维点云融合的采棉机器人视觉感知方法

针对传统采棉机器人因单一视角和二维图像信息带来的视觉感知局限问题,本文提出了一种多视角三维点云配准方法,以增强采棉机器人实时三维视觉感知能力。采用4台固定位姿的Realsense D435型深度相机,从不同视角获取棉花点云数据。通过AprilTags算法标定出深度相机RGB成像模块与Tag标签的相对位姿,并基于深度相机中RGB成像模块与立体成像模块坐标系间的转换关系,解算出各个相机间点云坐标的对应变换,进而实现点云间的融合配准。结果表明,本文配准方法的全局配准平均距离误差为0.93cm,平均配准时间为0.025s,表现出较高的配准精度和效率。同时,为满足采棉机器人感知的实时性要求,本文对算法中点云获取、背景滤波和融合配准等步骤进行了效率分析及优化,最终整体算法运行速度达到29.85f/s,满足采棉机器人感知系统实时性需求。     

新疆机械采棉技术发展的系统分析与思考

机械采棉技术是一项涉及诸多学科的系统工程.为此,从棉花生产、轧花加工和纺纱生产这一棉花产业链的角度出发,对新疆发展机采棉的机遇和优势、威胁和挑战进行了系统分析.其中,对新疆手摘棉、机采棉和进口美棉的质量进行了对比分析.最后,提出发展机采棉必须将长期目标与短期目标结合起来,在稳步发展的前提下,提高质量,优化工艺,以实现较高的综合经济效益.     

种盘秧苗生产中图像处理与机器人技术

为提高蔬果类种盘秧苗生产系统的自动化程度,本文应用图像处理与机器人技术对其排种装置漏播的检出和补种方法进行了探讨。利用对播种前后的数字图像进行相减运算来提取种子的尺寸和灰度特征,从而对种盘种穴内的漏播情况进行判断。试验证明,此法可精确地检出黄瓜及丸粒化的莴苣种子的漏播。同时利用检出的漏播信号控制辅助播种机器人,能有效地对漏播的种穴进行补种作业,补种精度达到９９％ 。     

采棉头异形凸轮精准定位工装的研制及应用

文中介绍了一种用于采棉头异形大小凸轮精准定位的工装,可对采棉头箱体制造精度进行综合检验,同时在采棉头箱体制造质量合格的前提下,可实现采棉头异形大小凸轮水平面、虚拟中心点以及相位角的精准定位,且操作性、可靠性完全满足使用要求。     

棉花采摘机器人红外测距技术研究

为定位棉株上的棉花,用红外测距实验装置和计算机图像处理技术结合棉花的农学生长特性测量单朵棉花的距离。在0.7~1.6 m的距离区间内建立红外测距模型,获取了棉株表面点云的距离图像,测量精度达0.0085 m。以0.65为标准差设计高斯滤波器的尺寸,用1-D高斯滤波器平滑棉株图像,用2-D高斯滤波器求取其梯度图像,以0.2 m、0.08 m为强、弱阈值,基于Canny边缘检测算子构建闭环边缘,结合形态学运算提取棉花区域,去除棉枝。用峰点滤波器削弱棉花图像中的粘连重叠现象,基于分水岭算法提取单朵棉花并求取其距离。结果表明,单朵棉花的图像识别率达91.3%,红外与人工测距结果的相关系数为0.992 2,为采摘机器人运动轨迹的规划提供了参数。     

约翰·迪尔自走式采棉机的技术维护

目前,全国正在实施一场跨世纪的农业革命,推广精准农业。机采棉技术就是精准农业的代表。近年来,我国先后投资数亿元,引进推广机械采棉新技术,2001年全新疆推行机械采棉面积1.33万hm2,2002年又推广至3.33万hm2,成为全国机械采棉面积最大的作业示范区。机采棉的应用推广,节省了劳动力,降低了成本,一台采棉机日采籽棉超过4万kg,相当于600个拾花工的日劳动量。如果采用机械化采棉,仅新疆兵团的采棉机需求量就将达到3000台。我国农业部计划“十五”末,推广机械采棉面积达到植棉总面积的80%。目前,我国已引进的美国约翰·迪尔采棉机超过百台,并配…     

静液压传动在采棉机上的应用

静液压传动技术在国内外大型自走式采棉机行走驱动系统上得到了广泛应用.为此,介绍了静液压传动的典型结构和3种容积调速回路的调速特性;分析了采棉机静液压传动系统的主要组成部分、工作原理及保证系统正常工作的辅助功能,并在此基础上总结了采棉机静液压传动的特点;最后,结合新疆地区采棉机使用现状,对国内发展采棉机静液压传动技术提出一些建议,希望加强该技术的理论研究与实际应用.     

采棉机测产系统数据采集与处理的试验研究

收获过程中自动实时采集产量数据,并通过应用软件对所获得的数据进行处理获得产量数据分布图是精细农业的重要基础工作之一。介绍进口采棉机自动测产系统的组成和基本原理,以及棉花测产系统在实际收获中的试验方法,并对试验所获得的数据进行了分析。     

层次分析法在新疆兵团现有采棉机选型上的应用

本文根据层次分析法,构建了较为客观的采棉机综合评价指标体系,对新疆兵团现有采棉机机型进行选型分析,从而选出适宜新疆兵团推广使用的最佳机型。     

梳齿式采棉机籽棉清理装置的研制

针对现有采棉机结构复杂、维护成本高以及采收后棉花含杂率高等问题,设计了梳齿式采棉机,首次将清杂装置与采摘台同机使用,降低了籽棉的含杂率.工作时,刺钉滚筒将籽棉打松,并输送到除杂筛网表面,通过与网面的摩擦,使粒径小的杂质与籽棉脱离.随后,籽棉被抛掷到锯齿滚筒上,根据籽棉与杂质在锯齿滚筒上的反弹性能和附着力的不同,使铃壳、僵瓣在惯性离心力的作用下与籽棉分离.田间试验表明:该清理装置工作顺畅,纯小时生产率为2t/h,籽棉含杂率为16%,将籽棉送美国原装机采籽棉生产线进行试轧,综合等级达到3级,纤维长度29mm,12mm以下的短绒含量为8.3%,性能达到设计规范要求.     

自动采棉机表面几何特性与数控加工技术分析

为进一步提高自动采棉机各部件加工与装配精度,实现采棉机作业效率与作业寿命的提升,以自动采棉机的组成结构及作业原理为基础,针对表面几何特性与数控加工技术进行分析.依据自动采摘机实际作业过程中出现的摘锭磨损等故障,给出自动采棉机零部件的数控加工工序模型,运用UG软件三维建模同时进行层次化的加工工艺流程设计及走刀算法优化.以...     

如何提高机采棉加工质量

<正>133团机采棉清理加工厂筹建于2004年,引进美国进口机采棉加工成套设备。经过4年的运行,其优点是籽棉能够迅速被加工成皮棉,避免了霉烂变质,不足之处是进口设备皮清部分清杂效果差,造成皮棉含杂率高,影响棉花等级质量。影响棉花质     

梳齿式采棉机籽棉清杂系统参数优化

采用二次回归通用旋转组合设计,对籽棉清杂系统的参数进行优化.试验结果和分析表明:影响籽棉含杂率的主要因素是刺钉滚筒转速、锯齿滚筒转速和刷棉滚筒转速,按重要性排序为锯齿滚筒转速、刷棉滚筒转速和刺钉滚筒转速.确定的最优组合为锯齿滚筒转速291 r/min、刷棉滚筒转速695 r/min和刺钉滚筒转速367 r/min,此时含杂率为15.10％.     

4MZ-3A型自走式采棉机技术特点及使用调整

我国是棉花生产和消费大国,但是棉花种植过程中,收获环节的劳动强大大、作业难度高,机械化采棉对解放劳动力、提高劳动生产率、降低生产成本和提高棉农收入等有重要作用.该文在分析国内外自走式采棉机研究现状的基础上,介绍了国产4MZ-3A型自走式采棉机技术特点和关键部件的使用调整,为国内自走式采棉机的研发提供参考.