基于RGB彩色模型的草莓图像色调分割算法

针对目前草莓采摘机器人草莓图像分割运算量大、耗时多等问题,根据CIE-XYZ颜色模型及其色度图,提出了一种在RGB彩模型中进行草莓图像色调分割的方法。该方法无需彩色模型转换,时间复杂性能较Lab彩色模型下a通道阈值分割算法与BP神经网络分割算法优越。对该算法进一步改进后,只需加减运算,无需乘除运算。试验结果表明:该算法能很好地实现成熟草莓果实与图像背景的分离,并较好的保存草莓轮廓信息,分割效率>85%;进一步对分割后的图像进行形态学处理,如膨胀、腐蚀等,有效消除了孔洞现象。     

基于模式识别的农田目标定位线检测

根据农田图像的特点,采用K-means模式识别算法,实现农作物与背景的分离.通过对二值图像进行水平扫描.检测定位区域和定位点,利用定位点的坐标信息确定聚类判别函数,实现农田目标定位线的检测.多幅农田图像实验表明,定位线能够正确提取出来.该算法处理640×480像素的彩色图像蒂要0,12 s,在自动导航系统中是一种有效、快速的图像处理算法.     

组培苗移植机器人移苗作业轨迹规划

为实现5自由度关节式组培苗移植机器人快速从培养瓶中取出组培苗而不与苗瓶产生碰撞,针对运苗和取苗作业过程对手爪运动路径和速度的要求,提出了分别在关节空间中采用5次多项式插值和直角坐标空间中采用沿空间直线运动的方式规划机器人的运动轨迹,建立了运动轨迹的数学模型,并结合实际工作过程.对机器人的运动轨迹进行了计算机仿真.仿真结果表明,规划的轨迹平滑连续,无抖动和停顿,能够保证机器人正常工作.实际运行情况表明,组培苗移植机器人基本上能按照规划的轨迹运行,平均位置偏差小于0.5 mm,满足移苗作业的精度要求.     

我国草莓生产作业机械的设计特点探讨

在农村经济结构调整中,草莓逐步成为部分农村地区的支柱产业之一。但草莓的种植仍然停留在人工作业上,限制草莓生产的发展。根据草莓生产中的作业工序,本文着重对育苗机械、铺膜机和残膜回收机、移栽机械、灌溉施肥机械、喷药机械、收获机械以及分选机械的设计特点以及目前的技术水平进行了分析,为促使草莓生产实现机械化奠定了基础。     

我国农业机械发展趋势分析

20世纪60年代初，我国根据当时的国情对农业发展提出了一个口号——农业的根本出路在于机械化。多年过去之后，我国许多地区在一些作物的主要生产环节上已经基本实现了机械化作业。面对国内外农业生产出现的新形势和新特点，农业机械发展也必须与之相适应。借鉴国外农业机械发展的经验，我国农业机械也应该逐步向自动化、智能化方向发展。     

蔬菜自动嫁接技术研究现状与发展分析

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。     

蔬菜嫁接机器人视觉系统的研究(Ⅱ)--用解析几何方法检测南瓜苗生长点

在图像分割和边缘检测的基础上,根据云南黑籽南瓜苗的几何形状特性,给出了用解析几何法寻找生长点位置的方法,这种方法计算速度快、鲁棒性好。认为可以用偏心率作为区分是瓠瓜苗还是南瓜苗的特征值,实验结果表明区分成功率可达到90％。     

茄子收获机器人视觉系统图像识别方法

设计了一种实现田间茄子收获机器人视觉系统的图像识别方法.通过判断茄子图像每点像素值差值实现分割;通过模板操作及形态学上的闭运算操作去除残留物,最终找到茄子图像的外接矩形完成提取.经实验测定,对实验样本茄子图像提取试验成功率为97%,平均用时0.152 s.     

开放式茄子采摘机器人设计与试验

根据茄子生长的空间分布,利用优化设计方法进行了机器人本体结构参数设计,开发了4自由度关节式采摘机器人机械本体.采用基于直方图的固定双阈值法对G-B灰度图像进行分割.根据果蔬采摘机器人对视觉系统的要求,提取了果实目标的轮廓、面积、质心、外接矩形以及切断点等特征.整机性能测试结果表明:以单摄像头两步法测距,当测量距离在275～575mm范围内,测量误差基本都在±18mm之内;整机试验系统运行稳定可靠,抓取成功率为89%,平均耗时37.4s.     

大容差高效草莓采摘末端执行器设计与试验

针对目前草莓果实视觉识别中的定位重叠和被遮挡果实的算法复杂、耗时长,末端执行器对定位精度要求高且无法采摘重叠果实和被遮挡果实等问题,设计了一次可采摘多粒果实的大容差末端执行器。该末端执行器采用从下向上拢起果实、在避开障碍后再进行夹持和切割果梗的采摘方式,主要由机械爪拢夹切断机构和垄壁仿形机构组成。将末端执行器安装在采摘机械臂上进行了果实采摘试验。试验结果表明：该末端执行器在定位误差±7mm范围内都能完成采摘,容差范围大;无需进行重叠成熟果实的分割和目标果梗位置的计算,可一次采摘3粒重叠成熟草莓;对含1、2、3粒果实的果实域,采摘一次平均耗时分别为2.00、2.13、2.28s,采摘成功率不低于97.7%。