目錄 br 前言 br 第1章緒論 br 1.1農(nóng)業(yè)機(jī)器人的起源與發(fā)展 br 1.2農(nóng)業(yè)移栽機(jī)器人的定義 br 1.3農(nóng)業(yè)移栽機(jī)器人研究的意義與目的 br 1.3.1大田移栽機(jī)器人研究的意義 br 1.3.2設(shè)施移栽機(jī)器人研究的意義 br 1.3.3現(xiàn)存問題及發(fā)展趨勢 br 第2章移栽機(jī)器人作業(yè)參數(shù)感知與識別系統(tǒng) br 2.1傳感器感知技術(shù) br 2.1.1加速度傳感器 br 2.1.2力學(xué)傳感器 br 2.1.3激光傳感器 br 2.2圖像處理與機(jī)器視覺 br 2.2.1圖像預(yù)處理技術(shù) br 2.2.2目標(biāo)檢測與識別 br 2.2.3深度圖像處理 br 2.3移栽機(jī)器人取苗夾持力傳感器技術(shù) br 2.3.1取苗爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) br 2.3.2傳感器原理設(shè)計(jì) br 2.3.3夾持力傳感器信號檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) br 2.3.4基于LabVIEW的傳感器監(jiān)測系統(tǒng) br 2.3.5傳感器參數(shù)標(biāo)定與取苗試驗(yàn) br 2.4基于機(jī)器學(xué)習(xí)的壟作導(dǎo)航系統(tǒng)研究 br 2.4.1基于Res2Net50的模型優(yōu)化 br 2.4.2改進(jìn)Res2Net50識別模型訓(xùn)練 br 2.5基于深度學(xué)習(xí)的缽苗移栽直立度檢測 br 2.5.1栽植機(jī)構(gòu)及其工作原理 br 2.5.2直立度評價(jià) br 2.5.3數(shù)據(jù)集建立 br 2.5.4監(jiān)測系統(tǒng)整體架構(gòu) br 2.5.5硬件設(shè)計(jì) br 2.5.6YOLO-RDS檢測算法設(shè)計(jì) br 2.5.7角度預(yù)測模塊 br 2.5.8RWBF方法 br 2.5.9系統(tǒng)集成設(shè)計(jì) br 第3章移栽機(jī)器人控制系統(tǒng) br 3.1控制系統(tǒng)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視覺伺服控制系統(tǒng) br 3.2基于視覺伺服控制的低損取苗方法 br 3.2.1低損取苗原理 br 3.2.2數(shù)據(jù)集構(gòu)建 br 3.2.3UNet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) br 3.2.4UNet模型改進(jìn) br 3.2.5遷移學(xué)習(xí)和評價(jià)指標(biāo) br 3.2.6取苗點(diǎn)估計(jì)算法 br 3.3基于PID控制算法的取投苗裝置控制系統(tǒng) br 3.3.1總體需求 br 3.3.2供苗機(jī)構(gòu)控制方案 br 3.3.3取送苗機(jī)構(gòu)控制方案 br 3.3.4投苗機(jī)構(gòu)控制方案 br 3.3.5Fuzzy-PID步進(jìn)定位系統(tǒng)的控制算法 br 3.3.6多電機(jī)變速取投苗控制方法 br 第4章移栽機(jī)器人執(zhí)行系統(tǒng) br 4.1機(jī)械化移栽苗-機(jī)互作機(jī)理 br 4.1.1取苗方式分析 br 4.1.2取苗爪插拔過程分析 br 4.1.3取苗夾針插拔姿態(tài)模型構(gòu)建 br 4.2取苗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) br 4.2.1取苗機(jī)構(gòu)軌跡要求 br 4.2.2取苗機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析 br 4.2.3取苗機(jī)構(gòu)運(yùn)動模型的建立 br 4.2.4取苗機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) br 4.2.5取苗機(jī)構(gòu)力學(xué)特性分析 br 4.3高速移栽機(jī)支撐臂振動特性與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究 br 4.3.1高速插秧機(jī)支撐臂有限元模態(tài)分析 br 4.3.2基于模態(tài)置信度矩陣優(yōu)化的模態(tài)試驗(yàn) br 4.3.3移栽機(jī)支撐臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) br 第5章設(shè)施農(nóng)業(yè)分選移栽機(jī)器人 br 5.1分選機(jī)器人總體設(shè)計(jì) br 5.1.1整體部件設(shè)計(jì) br 5.1.2基于機(jī)器視覺Heal劣質(zhì)苗檢測系統(tǒng)的研究 br 5.1.3多方位自反饋控制系統(tǒng) br 5.1.4缽苗智能識別分級與多方位自反饋控制的相互協(xié)作 br 5.1.5控制系統(tǒng)工作流程 br 5.2移栽機(jī)器人的總體設(shè)計(jì) br 5.2.1穴盤運(yùn)輸定位機(jī)構(gòu) br 5.2.2缽苗移栽末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) br 5.2.3取苗裝置驅(qū)動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) br 5.2.4控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) br 5.2.5缽苗移栽方法 br 第6章丘陵山地移栽機(jī)器人 br 6.1丘陵山地姿態(tài)調(diào)平移栽機(jī)器人總體設(shè)計(jì) br 6.1.1整機(jī)部件設(shè)計(jì) br 6.1.2取投苗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) br 6.1.3姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) br 6.2姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)分析 br 6.2.1運(yùn)動學(xué)方程及求解算法 br 6.2.2調(diào)平仿真模型建立 br 6.2.3姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)仿真分析 br 6.3移栽機(jī)姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)控制 br 6.3.1姿態(tài)調(diào)平控制原理 br 6.3.2姿態(tài)調(diào)平控制算法 br 第7章植物工廠移栽機(jī)器人 br 7.1移栽裝置設(shè)計(jì) br 7.1.1末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) br 7.1.2多末端執(zhí)行器聯(lián)動變距機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) br 7.1.3輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) br 7.1.4移栽裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) br 7.2移栽機(jī)械手性能試驗(yàn)與分析 br 7.2.1取苗性能影響因素分析 br 7.2.2試驗(yàn)評價(jià)指標(biāo) br 7.3基于超綠算法的缽苗低損避讓移栽方法研究 br 7.3.1基于超綠算法的缽苗低損避讓移栽原理 br 7.3.2Intel RealSense D415深度相機(jī)位置標(biāo)定 br 7.3.3缽苗邊緣點(diǎn)識別算法 br 7.3.4缽苗邊緣點(diǎn)標(biāo)定試驗(yàn) br 7.3.5缽苗邊緣點(diǎn)標(biāo)定驗(yàn)證 br 7.4移栽裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析 br 7.4.1整機(jī)功能與作業(yè)動作分析 br 7.4.2移栽裝置工作流程分析 br 7.4.3控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) br 7.4.4控制系統(tǒng)電路搭建 br 7.5移栽裝置整機(jī)性能試驗(yàn)與分析 br 7.5.1試驗(yàn)參數(shù)選擇 br 7.5.2整機(jī)移栽試驗(yàn) br 參考文獻(xiàn)目錄前言第1章緒論1.1農(nóng)業(yè)機(jī)器人的起源與發(fā)展1.2農(nóng)業(yè)移栽機(jī)器人的定義1.3農(nóng)業(yè)移栽機(jī)器人研究的意義與目的1.3.1大田移栽機(jī)器人研究的意義1.3.2設(shè)施移栽機(jī)器人研究的意義1.3.3現(xiàn)存問題及發(fā)展趨勢第2章移栽機(jī)器人作業(yè)參數(shù)感知與識別系統(tǒng)2.1傳感器感知技術(shù)2.1.1加速度傳感器2.1.2力學(xué)傳感器2.1.3激光傳感器2.2圖像處理與機(jī)器視覺2.2.1圖像預(yù)處理技術(shù)2.2.2目標(biāo)檢測與識別2.2.3深度圖像處理2.3移栽機(jī)器人取苗夾持力傳感器技術(shù)2.3.1取苗爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3.2傳感器原理設(shè)計(jì)2.3.3夾持力傳感器信號檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.3.4基于LabVIEW的傳感器監(jiān)測系統(tǒng)2.3.5傳感器參數(shù)標(biāo)定與取苗試驗(yàn)2.4基于機(jī)器學(xué)習(xí)的壟作導(dǎo)航系統(tǒng)研究2.4.1基于Res2Net50的模型優(yōu)化2.4.2改進(jìn)Res2Net50識別模型訓(xùn)練2.5基于深度學(xué)習(xí)的缽苗移栽直立度檢測2.5.1栽植機(jī)構(gòu)及其工作原理2.5.2直立度評價(jià)2.5.3數(shù)據(jù)集建立2.5.4監(jiān)測系統(tǒng)整體架構(gòu)2.5.5硬件設(shè)計(jì)2.5.6YOLO-RDS檢測算法設(shè)計(jì)2.5.7角度預(yù)測模塊2.5.8RWBF方法2.5.9系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)第3章移栽機(jī)器人控制系統(tǒng)3.1控制系統(tǒng)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視覺伺服控制系統(tǒng)3.2基于視覺伺服控制的低損取苗方法3.2.1低損取苗原理3.2.2數(shù)據(jù)集構(gòu)建3.2.3UNet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.2.4UNet模型改進(jìn)3.2.5遷移學(xué)習(xí)和評價(jià)指標(biāo)3.2.6取苗點(diǎn)估計(jì)算法3.3基于PID控制算法的取投苗裝置控制系統(tǒng)3.3.1總體需求3.3.2供苗機(jī)構(gòu)控制方案3.3.3取送苗機(jī)構(gòu)控制方案3.3.4投苗機(jī)構(gòu)控制方案3.3.5Fuzzy-PID步進(jìn)定位系統(tǒng)的控制算法3.3.6多電機(jī)變速取投苗控制方法第4章移栽機(jī)器人執(zhí)行系統(tǒng)4.1機(jī)械化移栽苗-機(jī)互作機(jī)理4.1.1取苗方式分析4.1.2取苗爪插拔過程分析4.1.3取苗夾針插拔姿態(tài)模型構(gòu)建4.2取苗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1取苗機(jī)構(gòu)軌跡要求4.2.2取苗機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析4.2.3取苗機(jī)構(gòu)運(yùn)動模型的建立4.2.4取苗機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.5取苗機(jī)構(gòu)力學(xué)特性分析4.3高速移栽機(jī)支撐臂振動特性與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究4.3.1高速插秧機(jī)支撐臂有限元模態(tài)分析4.3.2基于模態(tài)置信度矩陣優(yōu)化的模態(tài)試驗(yàn)4.3.3移栽機(jī)支撐臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)第5章設(shè)施農(nóng)業(yè)分選移栽機(jī)器人5.1分選機(jī)器人總體設(shè)計(jì)5.1.1整體部件設(shè)計(jì)5.1.2基于機(jī)器視覺Heal劣質(zhì)苗檢測系統(tǒng)的研究5.1.3多方位自反饋控制系統(tǒng)5.1.4缽苗智能識別分級與多方位自反饋控制的相互協(xié)作5.1.5控制系統(tǒng)工作流程5.2移栽機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)5.2.1穴盤運(yùn)輸定位機(jī)構(gòu)5.2.2缽苗移栽末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2.3取苗裝置驅(qū)動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2.4控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)5.2.5缽苗移栽方法第6章丘陵山地移栽機(jī)器人6.1丘陵山地姿態(tài)調(diào)平移栽機(jī)器人總體設(shè)計(jì)6.1.1整機(jī)部件設(shè)計(jì)6.1.2取投苗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1.3姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.2姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)分析6.2.1運(yùn)動學(xué)方程及求解算法6.2.2調(diào)平仿真模型建立6.2.3姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)仿真分析6.3移栽機(jī)姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)控制6.3.1姿態(tài)調(diào)平控制原理6.3.2姿態(tài)調(diào)平控制算法第7章植物工廠移栽機(jī)器人7.1移栽裝置設(shè)計(jì)7.1.1末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.2多末端執(zhí)行器聯(lián)動變距機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.3輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.4移栽裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.2移栽機(jī)械手性能試驗(yàn)與分析7.2.1取苗性能影響因素分析7.2.2試驗(yàn)評價(jià)指標(biāo)7.3基于超綠算法的缽苗低損避讓移栽方法研究7.3.1基于超綠算法的缽苗低損避讓移栽原理7.3.2Intel RealSense D415深度相機(jī)位置標(biāo)定7.3.3缽苗邊緣點(diǎn)識別算法7.3.4缽苗邊緣點(diǎn)標(biāo)定試驗(yàn)7.3.5缽苗邊緣點(diǎn)標(biāo)定驗(yàn)證7.4移栽裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析7.4.1整機(jī)功能與作業(yè)動作分析7.4.2移栽裝置工作流程分析7.4.3控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)7.4.4控制系統(tǒng)電路搭建7.5移栽裝置整機(jī)性能試驗(yàn)與分析7.5.1試驗(yàn)參數(shù)選擇7.5.2整機(jī)移栽試驗(yàn)參考文獻(xiàn)