北京农业智能装备技术研究中心

北京农业智能装备技术研究中心组建于2007年,注册资金5000万元,隶属于北京市农林科学院,是具有独立法人资格的科研事业机构。该中心根据世界农业智能装备的发展趋势和我国现代农业发展的需要,针对我国农业智能装备关键性、基础性和共性技术问题,进行系统化、配套化和工程化研究开发,建设农业智能装备数字化设计与测试技术平台,突破农业智能装备设计、加工、制造关键技术,开发适应我国不同生产规     

双目立体视觉在果树采摘机器人中的应用

果树采摘机器人是未来智能农业机械化的发展方向,具有广阔的应用前景。为此,针对果树采摘机器人作业环境的复杂性与定位目标的特殊性,从双目定位的几何模型出发,归纳了双目定位的基本过程,总结了立体视觉的摄像机标定问题,提出变焦距双目视觉定位果实的研究方向,并对双目图像的匹配问题进行了分析。     

传感器在农业采摘机器人中的应用

作为智能机器人的一种,农业采摘机器人是机器人技术应用的典范.与工业机器人相比较,农业采摘机器人工作环境的特殊性、非结构性,对农业采摘机器人的智能程度提出了更高的要求.为此,针对农业采摘机器人工作特性,叙述了传感器在农业采摘机器人中所起的作用,分析了农业采摘机器人传感器选取的方法,介绍了多传感器信息融合技术在采摘机器人中的应用,为农业采摘机器人智能传感器的选取与研究提供了依据.     

无人驾驶拖拉机

芬兰一家公司生产的无人驾驶拖拉机,能够24小时不停地耕作。可以由3名农场工人组成一个小组,轮流在一间控制间里日夜监控数十台无人操纵的拖拉机工作。这些拖拉机是通过无线电遥控,他们也许相距数百千米。可以让它们描绘出行进路线来进行远距离控制,甚至还可以通过自动的柴油罐车加油。这是一种农用机器人。     

采摘机器人承载平台构型设计与工作空间分析

通过构型演变,设计一种五自由度采摘机器人承载平台机构,去掉Stewart六自由度并联机构的一条驱动支链,得到五驱动支链并联机构。机构采用SPS支链为驱动支链,驱动支链对运动平台无约束。由于仅有5条驱动支链,需增加1条约束从动支链限制运动平台1个空间自由度。为此,采用螺旋理论分析约束从动支链,得到满足不同自由度的从动支链约束螺旋和对应结构,综合出具有不同运动特征的五自由度并联机构。针对此类五自由度并联机构构型,提出了机构构型的符号表示方法,建立了机构的输入与输出关系方程,利用速度Jacobian矩阵研究机构的奇异性,选取无奇异的机构构型为承载平台,并计算了承载平台的工作空间。     

计算机视觉技术在番茄收获中的应用

运用双目立体视觉技术对红色番茄进行定位,图像进行灰度变换后,对图像的二维直方图进行腐蚀,膨胀以后除小团块,提取背景区边缘,然后用拟合曲线实现彩色图像的分割,将番茄从背景中分离出来,对目标进行标定后,用面积匹配实现共轭图像中目标的配准,运用体视成像原理,从两幅二维图像中恢复目标的三维坐标,从实验数据可知,当目标与摄像机的距离为300－400mm时,深度误差可控制在3％－4％。     

柑橘收获机器人技术研究进展

简述了柑橘收获机器人系统组成和技术研究进展,分析了机器人各组成部分的功能、工作原理以及存在的技术问题,并提出了相应的解决办法.为了促使柑橘收获机器人技术的进一步发展,今后的工作主要集中在机械本体的优化设计、果实的智能化识别和定位以及不确定场景下的避障路径规划.在提高工作效率和采摘质量的同时,应考虑尽量降低柑橘收获机器人的制造成本,提高其通用性,以期实现柑橘收获的商业化.     

农业机器人的超声波测距系统设计

设计了一种用于农业机器人的超声波测距系统;分析了系统的硬件组成和工作原理;提出了采用声速温度补偿及针对湿度、气压和硬件电路的精度等其他影响因素的误差修正因子补偿来提高测距精度的方法.实验证明:该系统能够实现对农作物的精确测距和定位, 在一定程度上辅助农业机器人的视觉系统,使其提高精度.     

采摘机器人视觉伺服控制系统设计

分析了采摘机器人目标位置与机器人关节角度之间的运动学关系,给出了两者之间的坐标变换公式.根据伺服控制特点,在机器人伺服控制中引入模糊PID控制方法,利用模糊控制策略在线自适应整定PID参数,提高了控制系统的动、静态性能.仿真和实验结果验证了设计的合理性和有效性.     

智能气动肌肉的静态驱动特性研

研究了形状记忆合金丝(SMA)编织网的主动变形及对气动肌肉静态驱动特性的影响.建立了SMA丝内应力与静态驱动力的平衡方程.针对升降温中SMA丝的相变,分析了马氏体和奥氏体体积比变化,建立了温度SMA收缩率模型,并应用到气动肌肉的收缩率、收缩力和刚密度特性计算中.Matlab仿真得到了SMA变形曲线和气动肌肉特性变化曲面.分析结果表明SMA变形存在迟滞,SMA主动伸缩使得编织角变化范围更广,刚密度变化更突出.SMA收缩率变大,气动肌肉收缩力增强.