基于积分I+模糊PD并行的果蔬高速抓取控制

为实现农业机器人高速无损抓取和采摘果蔬,提出基于积分I+模糊PD的并行抓取控制算法.该算法将设定力和抓取果蔬实际力的偏差作为力控制器的输入,控制器生成末端执行器系统的位置控制指令,随着力偏差减小,实现末端执行器抓持果蔬过程的自适应变速控制,可以快速稳定地控制果蔬和末端执行器之间的接触夹持力,克服果蔬抓取变形和刚度变化对力控制器的影响.试验证明:积分I+模糊PD并行控制算法可以使力控制器借助人类抓取果蔬的经验和知识确定合适的控制量对抓持力偏差进行在线补偿,使控制器获得响应快速、超调量小和调节时间短的控制性能,减小果蔬抓取损伤,是适合番茄等软果蔬高速抓取的一种控制方法.     

基于力外环控制的果蔬抓取技术研究

构建了以PC机为基础的开放式机械手抓取力控制系统。果蔬在机械手抓持过程中会发生变形,从而使抓持力逐渐变小,采摘中应考虑果蔬变形对抓持力的影响,因此提出一种适合果蔬抓取的力外环控制算法。该算法将力偏差转换为位控系统的速度输入指令,随着力偏差的减小,机械手自动减速停止,可减小力超调和振荡。在试验中分别采用比例和增量式比例积分算法设计力控制器,两种算法均可以实现随着抓持果蔬力的增大,机械手自动减速。试验表明：通过力外环控制机械手自动变速抓取是适合果蔬抓取的一种有效控制方法,可减小抓持力超调,降低农业机器人抓持果蔬的损伤。     

京郊农业机器人的发展及应用研究

本文从现代农业机器人的特点、发展概况、应用领域出发,研究了在绿色可持续发展、人口老龄化、农村劳动力短缺的背景下,京郊农业机器人推广应用的可行性和必要性,介绍了大田无人驾驶农机、大田除草机器人、果蔬采摘机器人、农业机器人农场等农业机器人的发展状况和应用特点,分析了北京地区农业机器人推广的制约因素及建议,以期为农业机器人的推广应用提供参考。     

中国农业机器人发展及应用现状

农业机器人技术能反映一个国家的农业机械化水平,而农业机械化水平又是一个国家农业现代化水平的重要标志。以日本、美国为代表的发达国家对农业机器人的研究开始较早,已经取得了一些阶段性成果,果蔬采摘机器人、移栽机器人和嫁接机器人等已经开始进入应用阶段。中国的农业机器人发展较晚,目前仍处于起步阶段,在精度、工作效率和智能性等方面落后于发达国家。中国研发的嫁接机器人能够基本实现苗木的自动嫁接;采摘和除草机器人初步实现了智能化作业;生菜、穴盘苗自动移栽机器人能够按照要求完成指定的移栽任务;果蔬分选机器人在分级方法、分级系统、分选装置及其生产线等方面均取得了一定的研究成果;农田作业机器人正处在自动化向无人化过渡阶段。总体上,中国农业机器人仍存在成本偏高、使用率偏低、智能系统还不完善等问题,今后需进一步向高效化、智能化、精准化等方向发展。     

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。     

基于ARM的自动施肥农业机器人系统研究

由于机械化、自动化的程度比较落后,我国的农业生产者一直处于一种高强度生产劳动模式中。但随着21世纪科技的发展,越来越多的农业机器人相继问世,智能化机器人也会在广阔的田野上越来越多地代替手工完成各种农活。文章介绍了一种以ARM芯片S3C2440为主控芯片的自动施肥农业机器人系统,设计完善其硬件系统以及转弯算法,有效提高了农业机器人的工作效率。     

农业机器人研究进展评述

【目的】系统梳理农业机器人研发现状,归纳凝练目前存在的关键科学问题,明确未来发展分析,促进农业机器人更好服务于农业生产,提高农业生产的机械化和智能化水平。【方法】通过对国内外大量文献资料的收集、查阅,总结梳理了当前国内外农业机器人的研究现状与应用现状。【结果】目前农业机器人总体包括植保机器人、采摘机器人、信息采集机器人、移栽嫁接机器人4种典型机器人,机器人的共性系统及关键技术主要包括:自动导航与路径规划、作物目标识别与分析、机械臂自主规划与控制、多机协作和智能交互。【结论】当前农业机器人在农业中的应用越来越广泛,但推广与普及的主要瓶颈是农业机器人的制造成本问题和智能化程度问题,农业机器人未来主要研究方向是低成本高适应性的开放性机器人研究和"农业大脑"智能决策体系的构建。     

温室采摘机器人末端执行器研究进展

采摘是温室果蔬生产工作中最耗费劳动力和时间的环节之一,随着机械化作业水平的提高,越来越多的温室采摘机器人被应用于温室果蔬采摘作业中。末端执行器作为温室采摘机器人的关键部件,在提高采摘机器人采摘效率和作业稳定性方面发挥着重要作用。文章概括了国内外番茄、黄瓜、草莓、甜椒等温室大宗果蔬的采摘机器人末端执行器的研究现状,通过分析已研制的末端执行器的功能、原理和主要结构,总结目前温室采摘机器人末端执行器研究过程中的主要问题以及未来的研究方向。     

果蔬采摘机器人研究综述

概述了国内外果蔬采摘机器人的研究现状,通过对目前比较典型的几种果蔬采摘机器人的工作情况分析研究,总结出目前果蔬采摘机器人在研发过程中存在的主要问题,同时对果蔬采摘机器人的研究趋势作出预测。     

小型软体抓取机器人的系统设计

相比于传统的刚性机器人,软体抓取机器人的抓取装置具有更高的柔性和自适应性,可以实现对易碎、不规则形状、球形、棒状等物品的抓取与移动,可操作性高,设计和维护成本相对较低.设计的软体抓取机器人以STM32为控制核心,利用激光测距传感器扫查实现物体的自动检测定位,以球形自适应手为载体,利用阻塞原理,通过真空泵对软体手内部施加...     

果蔬采摘机器人研究进展

综述了果蔬采摘机器人的国内外研究现状,介绍了目前大部分典型的果蔬采摘机器人的研究成果。通过分析大部分采摘机器人的工作情况、功能、存在问题,指出了目前采摘机器人的应用与研究过程中的主要难点与制约因素,提出了研究开发的方向与关键技术。     

基于ZigBee技术的果蔬冷链物流实时监测系统

新鲜果蔬在运输过程中,因温度、相对湿度等原因而影响果蔬的新鲜程度,甚至会出现果蔬腐烂问题,从而造成巨大的经济损失。为了减少果蔬运输过程中的损耗,提高果蔬冷链物流信息化程度,提出以ZigBee协议为基础的无线传感器网路的果蔬冷链物流实时在线监控系统。系统采用CC2530片上系统构建ZigBee网络,实现对冷藏库温度、湿度的实时在线监控,路由器节点和协调器均采用CC2530。组网测试表明,该系统硬件结构简单,能够对温度、湿度进行可靠检测,从而最大限度地降低果蔬运输中的损失。     

图像识别在果蔬分类与识别中的应用

阐述了图像识别技术在果蔬分类与识别中的应用,具体包括图像识别技术在商品交易智能化、果蔬采摘机器人、智能冰箱中的应用等方面内容,以期为图像识别技术的后续研究和应用提供参考。     

柑橘采摘机器人末端执行器设计与试验

作为采摘机器人的重要组成部分,末端执行器是与采摘对象直接接触的最后执行部件,由于其采摘对象的特殊性,末端执行器的研制成为了农业机器人尤其是果蔬采摘机器人的关键技术之一,它的性能优异程度直接影响机器人的收获效率。基于仿生学理念,以蛇的吞咽动作和上颚结构为构型设计原型,提出末端执行器设计的机构构型,并完成末端执行器的初步模型设计。完成其控制系统设计与气压驱动系统设计,实现下位机控制器Arduino与PC上位机的通信。根据柑橘果实的生长情况与该型末端执行器作业状态分析,设计了末端执行器采摘试验,完成其采摘成功率分析与采摘执行系统优化。     

基于物联网的温室大棚一体化控制系统的设计

为更好地掌握温室大棚作物生长过程中的关键信息,实现设施果蔬生产智能化管理,我们设计了一套基于物联网的温室大棚一体化控制系统,并从硬件控制器组成部分和系统软件设计两方面详细介绍了系统的构建与实现。经实际应用验证,利用该控制器可以有效监测设施果蔬生产过程中的环境信息,并实时将监测信息反馈到网络平台进行远程控制,提高了温室大棚设施果蔬生产的智能化水平。     

基于SNPID的果蔬膨化温度控制系统实现

在果蔬膨化过程中,由于加热仓内温度存在干扰和滞后问题,造成了果蔬膨化温度控制系统品质的下降。文章提出采用二次型性能指标来进行参数调整的单神经元SNPID控制方法,以S7-300 PLC为硬件载体设计出了SNPID控制器。该控制器的开发有效地改善了果蔬膨化温度控制系统性能,提高了系统的响应速度、控制精度及稳定性。     

基于物联网技术的温室微气候监控系统设计

本文结合物联网技术与LoRa技术,研究了一种温室微气候的监控系统。该系统主要由传感器集成模块、图像采集系统搭载在温室巡检机器人上完成,通过LoRa WAN和以太网完成数据的传输,并设计了支持自动、手动2种控制模式的自动喷雾、补充二氧化碳浓度和光照的系统。从一定程度上提高了温室的无人管理效率,促进了智慧农业的发展。     

上海果蔬类农产品经销管理系统设计与实现

果蔬农产品是关系到民生的大事,随着我国农业信息化进程的推进,使用软件对果蔬类农产品进行经营、销售、库存管理已势在必行,在经过大量的市场调研和资料的搜集整理的基础上开发了果蔬类农产品经销管理系统。系统采用C++6.0和SQL Server 2005开发工具,实现了系统维护、数据维护、进货管理、销售管理、库存管理、费用管理、货箱管理和统计报表等功能模块,系统能够满足上海农贸市场果蔬类农产品信息化管理,提高了工作效率,加速了农业信息化进程。     

果蔬栽培技术

随着我国农业生产的逐渐发展,果蔬栽培在农业生产领域占有重要的地位。近几年,果蔬栽培从农业领域中分化出来,实行园艺化栽培。园艺化栽培使得果蔬栽培向更规范、更稳定的方向发展。园艺化栽培为果蔬栽培提供了肥沃的土壤,为果蔬栽培提供了先进的技术,如防治病虫灾害和管理果蔬的技术。在果蔬栽培的过程中,要尽可能减少外界对果蔬的危害。本文主要分析了果蔬栽培的技术,促进果蔬的健康生长。     

面向农民的问答系统数据源构建

为使农民更方便地获取信息,提出面向农民问答系统的构建,系统由本地数据源构建、问句处理、信息检索和答案抽取4个模块构成,其中数据源构建是研究重点。采用目前流行的网页抓取工具从链接分析后筛选的网站中抓取所需网页到本地,根据系统需要提取纯文本。同时,开发工具将纯文本进行自然语言处理后存入数据库,构建了系统所需的基于农业类和生活常识类信息的结构化数据库,保证了系统数据源的权威性、针对性。