果蔬采摘机器人末端执行器研究进展与分析

农业机器人是未来智能农业机械的发展方向之一.末端执行器的工作直接关系到采摘机器人整个采摘作业能否准确、高效.分类综述了果蔬采摘机器人末端执行器的特点和国内外研究现状,介绍了几种典型的果蔬采摘机器人末端执行器的研究成果.分析了影响果蔬采摘机器人末端执行器实用化的因素:采摘准确率、采摘速度、工作环境适应性和通用性等.指出了研究开发末端执行器的方向与关键技术.     

果蔬采摘机器人研究现状与进展分析

新型城镇化建设不断加快和农村生产劳动力的不足,致使果蔬产业中人工成本占比较大。为此,研究果蔬采摘机器人以减少果蔬生产成本和降低劳动力的依赖性,具有十分重要的现实意义。课题组通过介绍果蔬采摘机器人的国内外研究现状,对目前果蔬采摘机器人作业时存在的问题进行了分析,提出了增强采摘机器人的可靠性、提高识别率和定位精度、扩展设备的通用性以及降低维护和生产成本等发展趋势,为果蔬采摘机器人的发展提供借鉴。     

典型果蔬采摘机器人研究现状与趋势

随着经济结构的调整,农业劳动力逐渐向社会其他产业转移,果蔬采摘人工成本逐年提高,严重影响果蔬产业的健康发展.因此,研究和开发果蔬采摘收获机器人对于提高果蔬采摘收获质量、降低劳动强度、提高劳动生产率和增加经济效益具有重要意义.本文结合现阶段国内外典型果蔬采摘机器人的研究实例,对果蔬采摘机器人目前存在的一些问题进行综合分析...     

白芦笋采收机器人视觉定位与采收路径优化方法

依据笋芽出土状态的选择性收获是目前白芦笋公认的最佳收获方式。针对采收过程中机器视觉识别笋尖存在笋尖与垄面纹理和颜色相近等识别难题,本研究提出了一种变尺度感兴趣区域（ROI）检测方法,融合图像色域变换、直方图均值化、形态学和纹理滤波等技术,研究了笋尖识别与精准定位方法;在定位多笋尖坐标基础上,提出了多笋芽的采收路径优化方法,解决了因采收路径不合理导致的采收效率低的问题。首先,通过机器人视觉系统实时采集采收区域图像并进行RGB三通道高斯滤波,采用HSV色域变换并进行直方图均值化处理。在此基础上,对笋尖、土壤进行特征聚类分析,根据笋芽抽发程度研究变尺度ROI检测方法,对采集图像中笋尖的形态学以及笋尖和土壤的纹理进行统计学分析,设定笋尖的似圆度阈值,并参考纹理特征参数,判定笋尖位置,计算其几何中心,获得笋尖轮廓中心坐标。其次,为实现白芦笋的高效采收,根据多目标点与集箱点的位置分布,本研究设计了一种基于多叉树遍历的采收路径优化算法,以获得多个目标笋尖的最优采收路径。最后,搭建采收机器人试验平台开展了笋尖定位与采收验证性试验。结果表明,视觉系统对白芦笋的识别率可达98.04%,笋尖轮廓中心坐标的定位最大误差X方向为0.879 mm,Y方向为0.882 mm,采收笋的个数在不同情况下,采用路径优化后的末端执行器运动距离平均可节省43.89%,末端执行器定位成功率达到100%,在实验室环境下的白芦笋采收率达到88.13%,验证了采用视觉定位的白芦笋采收机器人选择性采收的可行性。     

果蔬采摘机器人的研究

果蔬采摘机器人是实现农业自动化的一项重要技术.为了掌握果蔬采摘机器人的最新研究动态,将其尽早应用到生产实际,根据近年来国内外最新的研究资料,简要阐述了果蔬采摘机器人的特点和国内外的研究进展,结合当前在此领域的一些研究实例进行比较分析;从采摘机器人的移动机构、机械手、识别和定位系统、末端执行器4部分介绍了其结构组成与设计技术,并在此基础上重点分析了果蔬采摘机器人研究中存在的问题,提出了未来研究开发的技术关键与方向.     

果蔬采摘机器人系统的应用与发展

尽管果蔬采摘机器人技术发展迅速,但果蔬采摘机器人商业化的程度不高,很多仍然处于研发阶段.本文针对现有的果蔬采摘机器人系统进行了介绍,并分别从采摘机械臂、末端执行器、移动机构、视觉系统和算法等方面对国内外采摘机器人的发展现状进行论述,分析和讨论了果蔬采摘机器人现阶段面临的挑战和潜在的发展趋势.     

果蔬采摘机器人的发展现状、问题及对策分析

果蔬采摘是一项季节性强、操作复杂且劳动强度极高而效率又极低的工作。据调查,果蔬采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33%～50%,而目前我国的水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主。因此,研究果蔬采摘机器人对缓解农村劳动力缺乏、节省人工成本、提高果蔬采摘效率有着重要的意义。     

选择性收获机器人技术研究进展与分析

鲜食果蔬成熟度不一致,需依据着色、尺寸等指标有选择地收获,是人工消耗最大、影响产业发展的瓶颈环节。选择性收获技术是农业机器人的重要研究领域,能降低人工成本并提高果蔬利润,已成为国际上果蔬收获技术发展的重要方向。近年来,以白芦笋为代表等地下部和苹果、草莓、番茄等为代表地上部的鲜食果蔬选择性收获技术进展加快,成为农业机器人的研究热点。本文阐述了近年具有市场化前景的选择性收获技术发展与应用情况,梳理出技术研发的实现路径、应用对象和发展脉络。着重分析了末端执行器与收获机构、收获目标识别与定位技术、选择性收获协同控制技术的共性关键问题,归纳了该领域技术研究的开放性问题。最后,总结了我国选择性收获技术面临的挑战和机遇,针对少人化或无人化果蔬生产的应用场景,指出了产业未来发展与技术产品化需考虑的平衡点。     

一种果蔬采摘竞赛机器人的设计

针对果蔬自动化、智能化采摘的技术需求,中国机器人及人工智能大赛推出了采摘机器人子项目。在此背景下,课题组设计了一款用于果蔬采摘机器人竞赛的智能机器人。机器人采用轮式移动底盘与关节型机械臂结合的形式,能够利用视觉导航按照规划路径移动,可通过视觉方式检测沿途中固定和随机的作业对象,确定目标后实施采摘作业,并且根据竞赛规则搭建了场地,进行了实际测试与调试。试验结果显示,机器人性能稳定,作业可靠且效率高,而且最终在比赛过程中得以验证,取得了良好成绩。     

甘草收获机械发展现状分析

本文通过对甘草生长状况的分析,简述了国内外甘草收获机械的发展现状,总结了国内外甘草收获机械存在的一些问题,并对其发展趋势进行了探讨。     

农业机器人关键技术研究现状与发展趋势

农业机器人是机器人领域重要分支,农业机器人代替人工作业成为现代农业发展的重要趋势。本文给出了农业机器人定义和分类,分析了农业机器人国内外发展现状、应用需求和技术挑战,划分了农业机器人3个发展阶段。通过对各类应用场景农业机器人的研究分析,提出了农业机器人的物境信息智能感知、智慧决策与智能控制、灵巧臂手精准作业、自主导航稳定行走、端-边-云协同机器人系统5大技术要素,阐明了农业机器人关键技术发展趋势,给出了其技术标准体系架构方案。指出了农业机器人共性关键技术是助推智能农机升级、智慧农业产业快速发展的重要抓手,同时指出我国农业机器人正进入快速发展期,也是我国追赶国际技术前沿的战略机遇期,最后为我国农业机器人产业发展提供了方向性建议。     

类人机器人研究现状和展望

对现阶段国内外类人机器人的研究现状和进展情况进行了综述,分析了类人机器人研究的特点,并对国内外几种典型仿人机器人的相关技术参数和研发情况作了详细的叙述。提出了类人机器人研究中存在的、需进一步研究的相关问题,针对问题提出了研究重点及未来发展方向。     

花生收获机械发展与应用现状

我国花生收获机械经过几十年的发展,已有各种类型的机械投入生产运用。花生收获的机械化要因地制宜,综合考虑各个影响因素,体现实用性、经济性、高效性。     

巨菌草收割装置发展现状及趋势

巨菌草收割是菌草产业中劳动强度最大的工作环节之一。在国内,目前对巨菌草切割的相关研究较少,没有有效巨菌草茎秆切割装置。首先,通过对巨菌草的茎秆拉伸、压缩和弯曲等力学特性,以及直径和含水率等影响茎秆的抗拉压强度因素进行综述,对比不同的茎秆切割器研究现状得出:合理匹配圆盘式切割器结构参数与运动参数能够减小重割和漏割,而往复式切割的切割速度对剪切力影响较小,切割间隙和切割刀片组合形式对剪切力影响大。其次,指出虚拟仿真技术这一较新的技术领域,为探究切割装置提供了新的技术方法。最后,提出巨菌草收割目前存在的问题以及切割装置在未来应向智能化和多功能化发展的观点。      

南方地区荸荠采收现状与发展对策——以贺州市为例

荸荠是南方地区重要的特色果蔬农产品,其中广西自治区的荸荠种植面积、产量居全国首位,但采收难一直是制约其快速发展的瓶颈。以贺州市为例,介绍了荸荠的种植情况、收获现状,分析了机械化收获存在的问题以及经济效益和社会效益,提出了荸荠机械化收获的发展对策。      

阜新地区玉米收获机械化发展现状及措施

机械化保护性耕作的大力实施,有力促进了阜新地区玉米生产机械化发展,但玉米机械化收获始终是制约当地玉米全程机械化进一步发展的瓶颈.就阜新地区玉米机收发展现状和存在的问题进行深入探讨,并提出有效的解决措施.     

棉秆机械化收获技术与装备现状及发展对策

棉花收获后遗留在田间的棉秆,是一种重要的可再生生物质能源。棉秆收获是一项繁重的体力劳动,棉秆收获技术与装备的滞后,制约了棉秆资源的开发和利用。本文阐述了发展棉秆机械化收获装备的意义,对国内棉花秸秆机械化收获技术与装备现状进行总结探讨,并结合项目实施经验提出了几点对策。     

国内外花生收获机械化现状与发展

介绍了国内外花生机械化收获的现状,具体介绍美国花生挖掘机和联合收获机的作业过程。分析花生收获机械的发展动态,提出了发展我国花生收获机械化的一些建议。     

我国玉米收获机械现状及发展趋势

介绍我国玉米收获机械行业的市场现状和产品、技术现状,分析现有产品在结构、技术和安全等方面存在的问题,展望我国玉米联合收获机械的发展趋势,以期为我国玉米收获机械的进一步发展提供参考。