包邮农业移栽机器人技术及应用

目录 br 前言 br 第1章绪论 br 1.1农业机器人的起源与发展 br 1.2农业移栽机器人的定义 br 1.3农业移栽机器人研究的意义与目的 br 1.3.1大田移栽机器人研究的意义 br 1.3.2设施移栽机器人研究的意义 br 1.3.3现存问题及发展趋势 br 第2章移栽机器人作业参数感知与识别系统 br 2.1传感器感知技术 br 2.1.1加速度传感器 br 2.1.2力学传感器 br 2.1.3激光传感器 br 2.2图像处理与机器视觉 br 2.2.1图像预处理技术 br 2.2.2目标检测与识别 br 2.2.3深度图像处理 br 2.3移栽机器人取苗夹持力传感器技术 br 2.3.1取苗爪结构设计 br 2.3.2传感器原理设计 br 2.3.3夹持力传感器信号检测系统设计 br 2.3.4基于LabVIEW的传感器监测系统 br 2.3.5传感器参数标定与取苗试验 br 2.4基于机器学习的垄作导航系统研究 br 2.4.1基于Res2Net50的模型优化 br 2.4.2改进Res2Net50识别模型训练 br 2.5基于深度学习的钵苗移栽直立度检测 br 2.5.1栽植机构及其工作原理 br 2.5.2直立度评价 br 2.5.3数据集建立 br 2.5.4监测系统整体架构 br 2.5.5硬件设计 br 2.5.6YOLO-RDS检测算法设计 br 2.5.7角度预测模块 br 2.5.8RWBF方法 br 2.5.9系统集成设计 br 第3章移栽机器人控制系统 br 3.1控制系统原理 br 3.1.1PID控制器 br 3.1.2模糊控制器 br 3.1.3模糊PID控制 br 3.1.4视觉伺服控制系统 br 3.2基于视觉伺服控制的低损取苗方法 br 3.2.1低损取苗原理 br 3.2.2数据集构建 br 3.2.3UNet网络结构 br 3.2.4UNet模型改进 br 3.2.5迁移学习和评价指标 br 3.2.6取苗点估计算法 br 3.3基于PID控制算法的取投苗装置控制系统 br 3.3.1总体需求 br 3.3.2供苗机构控制方案 br 3.3.3取送苗机构控制方案 br 3.3.4投苗机构控制方案 br 3.3.5Fuzzy-PID步进定位系统的控制算法 br 3.3.6多电机变速取投苗控制方法 br 第4章移栽机器人执行系统 br 4.1机械化移栽苗-机互作机理 br 4.1.1取苗方式分析 br 4.1.2取苗爪插拔过程分析 br 4.1.3取苗夹针插拔姿态模型构建 br 4.2取苗机构设计 br 4.2.1取苗机构轨迹要求 br 4.2.2取苗机构运动学分析 br 4.2.3取苗机构运动模型的建立 br 4.2.4取苗机构结构设计 br 4.2.5取苗机构力学特性分析 br 4.3高速移栽机支撑臂振动特性与结构优化研究 br 4.3.1高速插秧机支撑臂有限元模态分析 br 4.3.2基于模态置信度矩阵优化的模态试验 br 4.3.3移栽机支撑臂结构优化设计 br 第5章设施农业分选移栽机器人 br 5.1分选机器人总体设计 br 5.1.1整体部件设计 br 5.1.2基于机器视觉Heal劣质苗检测系统的研究 br 5.1.3多方位自反馈控制系统 br 5.1.4钵苗智能识别分级与多方位自反馈控制的相互协作 br 5.1.5控制系统工作流程 br 5.2移栽机器人的总体设计 br 5.2.1穴盘运输定位机构 br 5.2.2钵苗移栽末端执行器结构设计 br 5.2.3取苗装置驱动结构设计 br 5.2.4控制系统硬件设计 br 5.2.5钵苗移栽方法 br 第6章丘陵山地移栽机器人 br 6.1丘陵山地姿态调平移栽机器人总体设计 br 6.1.1整机部件设计 br 6.1.2取投苗系统结构设计 br 6.1.3姿态调平系统结构设计 br 6.2姿态调平系统的运动学分析 br 6.2.1运动学方程及求解算法 br 6.2.2调平仿真模型建立 br 6.2.3姿态调平系统运动学仿真分析 br 6.3移栽机姿态调平系统控制 br 6.3.1姿态调平控制原理 br 6.3.2姿态调平控制算法 br 第7章植物工厂移栽机器人 br 7.1移栽装置设计 br 7.1.1末端执行器结构设计 br 7.1.2多末端执行器联动变距机构设计 br 7.1.3输送机构设计 br 7.1.4移栽装置整体结构设计 br 7.2移栽机械手性能试验与分析 br 7.2.1取苗性能影响因素分析 br 7.2.2试验评价指标 br 7.3基于超绿算法的钵苗低损避让移栽方法研究 br 7.3.1基于超绿算法的钵苗低损避让移栽原理 br 7.3.2Intel RealSense D415深度相机位置标定 br 7.3.3钵苗边缘点识别算法 br 7.3.4钵苗边缘点标定试验 br 7.3.5钵苗边缘点标定验证 br 7.4移栽装置控制系统设计与分析 br 7.4.1整机功能与作业动作分析 br 7.4.2移栽装置工作流程分析 br 7.4.3控制系统硬件设计 br 7.4.4控制系统电路搭建 br 7.5移栽装置整机性能试验与分析 br 7.5.1试验参数选择 br 7.5.2整机移栽试验 br 参考文献目录前言第1章绪论1.1农业机器人的起源与发展1.2农业移栽机器人的定义1.3农业移栽机器人研究的意义与目的1.3.1大田移栽机器人研究的意义1.3.2设施移栽机器人研究的意义1.3.3现存问题及发展趋势第2章移栽机器人作业参数感知与识别系统2.1传感器感知技术2.1.1加速度传感器2.1.2力学传感器2.1.3激光传感器2.2图像处理与机器视觉2.2.1图像预处理技术2.2.2目标检测与识别2.2.3深度图像处理2.3移栽机器人取苗夹持力传感器技术2.3.1取苗爪结构设计2.3.2传感器原理设计2.3.3夹持力传感器信号检测系统设计2.3.4基于LabVIEW的传感器监测系统2.3.5传感器参数标定与取苗试验2.4基于机器学习的垄作导航系统研究2.4.1基于Res2Net50的模型优化2.4.2改进Res2Net50识别模型训练2.5基于深度学习的钵苗移栽直立度检测2.5.1栽植机构及其工作原理2.5.2直立度评价2.5.3数据集建立2.5.4监测系统整体架构2.5.5硬件设计2.5.6YOLO-RDS检测算法设计2.5.7角度预测模块2.5.8RWBF方法2.5.9系统集成设计第3章移栽机器人控制系统3.1控制系统原理3.1.1PID控制器3.1.2模糊控制器3.1.3模糊PID控制3.1.4视觉伺服控制系统3.2基于视觉伺服控制的低损取苗方法3.2.1低损取苗原理3.2.2数据集构建3.2.3UNet网络结构3.2.4UNet模型改进3.2.5迁移学习和评价指标3.2.6取苗点估计算法3.3基于PID控制算法的取投苗装置控制系统3.3.1总体需求3.3.2供苗机构控制方案3.3.3取送苗机构控制方案3.3.4投苗机构控制方案3.3.5Fuzzy-PID步进定位系统的控制算法3.3.6多电机变速取投苗控制方法第4章移栽机器人执行系统4.1机械化移栽苗-机互作机理4.1.1取苗方式分析4.1.2取苗爪插拔过程分析4.1.3取苗夹针插拔姿态模型构建4.2取苗机构设计4.2.1取苗机构轨迹要求4.2.2取苗机构运动学分析4.2.3取苗机构运动模型的建立4.2.4取苗机构结构设计4.2.5取苗机构力学特性分析4.3高速移栽机支撑臂振动特性与结构优化研究4.3.1高速插秧机支撑臂有限元模态分析4.3.2基于模态置信度矩阵优化的模态试验4.3.3移栽机支撑臂结构优化设计第5章设施农业分选移栽机器人5.1分选机器人总体设计5.1.1整体部件设计5.1.2基于机器视觉Heal劣质苗检测系统的研究5.1.3多方位自反馈控制系统5.1.4钵苗智能识别分级与多方位自反馈控制的相互协作5.1.5控制系统工作流程5.2移栽机器人的总体设计5.2.1穴盘运输定位机构5.2.2钵苗移栽末端执行器结构设计5.2.3取苗装置驱动结构设计5.2.4控制系统硬件设计5.2.5钵苗移栽方法第6章丘陵山地移栽机器人6.1丘陵山地姿态调平移栽机器人总体设计6.1.1整机部件设计6.1.2取投苗系统结构设计6.1.3姿态调平系统结构设计6.2姿态调平系统的运动学分析6.2.1运动学方程及求解算法6.2.2调平仿真模型建立6.2.3姿态调平系统运动学仿真分析6.3移栽机姿态调平系统控制6.3.1姿态调平控制原理6.3.2姿态调平控制算法第7章植物工厂移栽机器人7.1移栽装置设计7.1.1末端执行器结构设计7.1.2多末端执行器联动变距机构设计7.1.3输送机构设计7.1.4移栽装置整体结构设计7.2移栽机械手性能试验与分析7.2.1取苗性能影响因素分析7.2.2试验评价指标7.3基于超绿算法的钵苗低损避让移栽方法研究7.3.1基于超绿算法的钵苗低损避让移栽原理7.3.2Intel RealSense D415深度相机位置标定7.3.3钵苗边缘点识别算法7.3.4钵苗边缘点标定试验7.3.5钵苗边缘点标定验证7.4移栽装置控制系统设计与分析7.4.1整机功能与作业动作分析7.4.2移栽装置工作流程分析7.4.3控制系统硬件设计7.4.4控制系统电路搭建7.5移栽装置整机性能试验与分析7.5.1试验参数选择7.5.2整机移栽试验参考文献