农业生产机械化论文-果蔬采摘机器人国内外研究现状.docx

农业生产机械化课程论文论文题目：果蔬采摘机器人国内外研究现状学 院：专 业：班 级：学 号：学生姓名：指导教师：年 月 日果蔬采摘机器人国内外研究现状摘要本文描述了什么是果蔬机器人，果蔬采摘机器人的作用以及国内外果蔬采摘机器人的研究现状并对其作以评价。关键词：果蔬采摘机器人 国内外 研究现状Fruit and vegetable picking robot research status at home and abroad AbstractIn this paper, What fruit and vegetable is robot are described in this paper, the effect of harvesting robot, and the research status of fruit and vegetable picking robot at home and abroad and its evaluation. Keywords: fruit and vegetable picking robot research status at home and abroad 农业是国民经济的基础, 这是不以人们意志为转移的客观经济规律。农业生产力发展的水平和农业劳动生产率的高低, 决定了农业为其他部门提供剩余产品和劳动力的数量, 进而制约着这些部门的发展规模和速度。只有农业发展了, 国民经济其他部门才能得以进一步的发展。1农业机械化是农业现代化的中心环节, 它凝聚着现代科学技术的最新成果, 并配合农业生物等农业技术, 成为发挥增产作用的基本手段和提高劳动生产率、减轻繁重体力劳动的必要条件和根本途径, 从而带来生产力的质的飞跃。农业机械化是现代农业的重要组成部分2：农业机械化就是农业劳动者在进行农业生产过程中，利用机械化代替手工和畜力作业，减轻农业劳动者的劳动强度，从而提高劳动生产效率。农业机械化是建设现代农业的客观要求，现代农业和农村经济结构较之过去有了大的调整，不再是过去的单一经济形式，而是大力发展特色农业、畜牧业等多种经济形式。农业机械化为建设现代农业提供有力的物质技术保证，农业机械在农业生产中的应用，不但突破传统农业生产模式的限制，把人从大量繁重的手工体力劳动中解脱出来，而且实现了人工所不能达到的现代科学农艺要求，提高了农业生产水平。3农业机械化为农产品的专业化、商品化生产提高了可能，为农业生产的专业化、规模化奠定了基础，同时农业机械化的发展拓宽了现代农业生产的广度和深度，使农村的二、三产业得到发展，农业生产链得到延长。果蔬采摘是农业生产链中最耗时耗力的一个环节，其成本高，需要大量的劳动力高强度的工作，但是由于工业生产化的一迅速发展分流了大量农业劳动力以及人口老龄化加剧等原因，使得能够从事农业生产的劳动力越来越少了，单靠人工劳动已经不能满足现状的需要。为解决农业采摘中的实际问题，果蔬采摘机器人的研究与应用已成为一种迫切需要。果蔬机器人是一类针对水果和蔬菜，可以通过编程来完成采摘等相关作业任务的具有感知能力的自动化机械收获系统【1】，是集机械、电子、信息、智能技术、计算机科学、农业和生物等学科于一体的交叉边缘性科学，需要涉及机械结构、视觉图像处理、机器人运动学动力学、传感器技术、控制技术以及计算机处理等多方面学科领域知识【2】。采摘机器人在解决劳动力不足，降低工人劳动强度，提高工人劳动舒适性，减轻农业化肥和农药对人体的危害、提高采摘果蔬的质量、降低采摘成本、提高劳动生产率、保证果蔬的适时采收、提高产品的国际竞争力多方面具有很大作用。首先，谈谈国内果蔬采摘机器人的研究现状：我国对采摘机器人的研究始于20世纪90年代中期，虽然与发达国家还有很大的差距，但是在不少院校和研究学者的努力下也取得了一定的进展。中国农业大学的汤修映等人研制了一个6自由度黄瓜采摘机器人，该机器人基于RGB三基色模型的采摘点。同时提出了新的适合自动化采摘的斜栅网架式黄瓜栽培模式。孙明等人为苹果采摘机器人开发了一套果实识别视觉系统，并研究成功了一种使二值图像的像素分割正确率大于80%的彩色图像处理技术【3】。东北林业大学的陆怀民研制了林木球果采摘机器人【4】，主要由5自由度机械手、行走机构、液压驱动系统和单片控制系统组成。浙江大学提出了基于彩色信息和红外热成像技术的树上水果识别方法。并且对7自由度番茄收获机械手进行了机构分析与优化。南京农业大学的姬长英等人在番茄采摘中运用了双目立体视觉技术对红色番茄进行定位。上海交通大学的曹其新等人运用了彩色图像处理技术和神经网络理论，开发了草莓拣选机器人【5】。江苏大学的陈树人和尹建军等提出了基于彩色柱状图算法的番茄采摘机器人视觉系统。赵杰文等研究了基于HISS颜色特征的田间成熟番茄识别技术【6】。再次，谈一下国外果蔬采摘机器人的研究现状：首次应用机器人技术进行果蔬采摘的是美国学者Schertz和Brown于1968年提出的【7】，但是当时开发的收获机器人样机只能算是半自动化的收获机械。随着计算机图形处理技术、工业机器人技术以及人工智能控制等技术的发展和日趋成熟，日本、美国、荷兰、法国、英国、意大利等国家在采摘机器人的研究上做了大量研究工作，并且试验成功了多种具有人工智能的采摘机器人。但是由于采摘对象的复杂性和采摘环境的特殊性，目前市场上任然没有商品化的采摘机器人。蘑菇机器人：英国Silsoe研究院研制了蘑菇采摘机器人【8】，它可以自动检测蘑菇的位置，大小，并选择性地采摘和修剪。它的末端执行器是带有软衬垫的吸引器。采摘速度为1.5g/个，成功率约为75%。甜瓜收获机器人：以色列和美国联合研制了一台甜瓜采摘机器人。该机器人主体架设在以拖拉机牵引为动力的移动平台上，采用黑白图像处理技术的方法进行甜瓜的识别和定位，并根据甜瓜的特殊性来增加识别的成功率。试验表明。该机器人可以完成85%以上的田间甜瓜的识别和采摘工作【9】。苹果采摘机：该采摘机机械手具有4自由度，工作空间可以达到3m。利用CCD摄像机和光电传感器识别果实，识别率达85%。该机器人末端执行器下方装有果实收集袋，缩短了从摘取到放置的时间，提高了采摘速度。缺点是该机器人无法绕过障碍物采摘苹果，也没有给出完全被茎叶遮盖的苹果的识别和采摘方法【10】。西红柿采摘机器人：1993年，日本近腾等人研制出一台具有7自由度的西红柿收获机器人。该机器人由机械手、末端执行器、视觉传感器和移动机构等组成。末端执行器有两个机械手指和一个吸盘组成。通过彩色摄像机来寻找和识别成熟果实，利用双目视觉方法对目标进行定位。采摘时，4轮行走机构行走指定的距离后，进行图像采集，利用视觉系统检测出果实相对机械手坐标系的位置信息，判断西红柿是否符合收获标准，如果符合，则控制吸盘把果实吸住，再由机械手指抓住果实，然后通过机械手的腕关节拧下果实。该采摘机器人的采摘速度约为15g/个，成功率约为70%。该机器人存在的问题是有些被叶茎遮挡的成熟西红柿没有被成功摘取。2004年，美国加利福尼亚西红柿机械公司在当地农业博览会上展出2台全自动西红柿采摘机。该采摘机长12.5m,宽4.3m，每分钟可采摘1g多西红柿。这种西红柿采摘机首先将西红柿连枝带叶搁到后卷入分选仓，分选设备挑选出红色的西红柿，并将其通过输送带送入随行卡车的货舱内，然后将未成熟的西红柿连同枝叶一道粉碎喷洒在田里做肥料【11】。柑橘采摘机：西班牙自动化研究所基于人机协作思想研究出一种柑橘采摘机器人，该机器人主体装在拖拉机上，有机械手、彩色视觉系统和超声传感定位器组成。它能通过柑橘的颜色、大小和形状来判断柑橘是否达到采摘标准，还可以按照色泽、大小进行分级装箱。该机器人采摘速度为1s/个。这个机器人的特点在于：采摘机器人寻找、定位待栽果实以及机器人导航任务由人来完成，机器人的运动轨迹规划、关节控制和末端执行器控制等任务由机器人的采摘效率好成功率，还能大幅度降低系统成本，有利于尽早实现采摘机器人的产业化【12】。草莓采摘机器人：日本近腾等人研制出一种气吸式草莓采摘机器人。实验证明利用真空设备可以有效的补偿摄像机检测果实的位置误差，并且最大程度减少了跟果实娇嫩表皮的接触。该机器人对成熟果实也会随着目标果实被吸起，因此需要控制真空吸力的强度等方面进行改进【13】。甘蓝采摘机器人：日本国立农业研究中心的Murakami等人研制了甘蓝采摘机器人【14】。该机器人由极坐标机械表、手指的末端执行器、履带式行走装置和机器视觉系统组成。整个系统采用减压驱动，系统利用人工神经网络算法提取果实的二值图像，采用模板匹配的方法识别合格的甘蓝。采用速度为55g/个，成功率为43%。从国内外果蔬采摘机器人的研究现状来看，目前果蔬采摘机器人的研究正处于一种由试验阶段向实用推广阶段的过度时期，我国在这方面的研究更只是只处于起步阶段。要想让采摘机器人真正造福于人，必须进行更深入广泛的研究，改进目前采摘机器人存在的问题与不足，研究开发采摘机器人的新功能新特点。参考文献：1 Edan Y ,Caines E.Systems engineering of argicul-tural ro-bot designJ.IEEE Transaction on Systems,Man,and Cybernectica,1994,24(8):1259-1265.2汤修映，张铁中，果蔬收获机器人研究综述J.机器人。2005.27(1):90-95.3 周天娟，张铁中，果实采摘机器人技术研究进展和分析J。中国农机化，2002（5）:45-47.4陆怀民。林木球果蔬采摘机器人的开发与应用J.中国农机化，2002(5);45-47.5 曹其新，吕恬生，永田雅辉等，草莓拣选机器人的开发J。农业机械，2006（22）：38-39.6赵杰文，刘木华，杨国斌，基于HIS颜色特征田间成熟番茄识别技术J。农业机械学报，2004，,35（5）：122-124.7 Harrell R C ,Adsit P D ,Pool TA,etAL.Design and imple-mentation of and mided fruit-harvesting RobotJ.Industri-al Robot,1998,25(5)；337-346. 8赵匀，武传宇，胡旭东等农业机器人的研究进进展分析 D.北京：中国农业大学，2006.9 Edan Y ,Rogoizn D Flash T ,et al .Robotic melon harves-tingJ.Roboties an Automation,2000,16(6):831-835,10Kondo N ,Ting K C.Robties for Bio prodcction system MNew York:ASAE Publication,1998.11 赵金英，基于三维机器视觉的西红柿采摘机器人技术研究D。北京：中国农业大学，2006.12胡桂仙，于勇，王俊。农业机器人的开发与应用J.中国农机化，2002（5）：45-47.13 周天娟，张铁中，果实采摘机器人技术研究进展和分析D。北京农业大学，2006.14MurakamiN,InoueK,OtsukaK.Selective harvesting robot of cabbage J.JSAM,1995(2):24_31.1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平控制系统研究 15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发 16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发 17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现 18. 一种基于单片机的轴快流CO,2激光器的手持控制面板的研制 19. 基于双单片机冲床数控系统的研究 20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制 21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制 22. 基于单片机的软起动器的研究和设计 23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究 24. 基于单片机的机电产品控制系统开发 25. 基于PIC单片机的智能手机充电器 26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究 27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制 29. 基于微型光谱仪的单片机系统 30. 单片机系统软件构件开发的技术研究 31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制 33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用 34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制 35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制 36. 基于单片机的数字磁通门传感器 37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究 38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究 39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制 40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪 41. 基于单片机的电机运动控制系统设计 42. Pico专用单片机核的可测性设计研究 43. 基于MCS-51单片机的热量计 44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站 45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究 46. 基于单片机的轮轨力检测 47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现 48. 基于单片机的电液伺服控制系统 49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制 50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究 51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 52. 单片机控制的后备式方波UPS 53. 提升高职学生单片机应用能力的探究 54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究 55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究 56. 基于单片机的多通道数据采集系统 57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制 58. 基于单片机的红外测油仪的研究 59. 96系列单片机仿真器研究与设计 60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造 61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现 62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制 63. 基于单片机的气体测漏仪的研究 64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器 65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究 66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计 67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计 68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统 69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统 70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究 71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践 72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现 73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究 75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统 76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用 78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究 80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发 81. 基于Cygnal单片机的C/OS-的研究82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究 83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现 84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究 85. 基于单片机-免疫计数器自动换样功能的研究与实现 86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现 87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统 88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现 89. 单片机监测系统在挤压机上的应用 90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用 91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用 93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发 94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计 96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发 97. 锅炉的单片机控制系统 98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计 99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制 100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现 101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计 102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制 104. 基于ADC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计 106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究 107. 单片机实现的寻呼机编码器 108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究 109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究 111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制 112. PIC单片机在空调中的应用 113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究 项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！项目论证，项目可行性研究报告，可行性研究报告，项目推广，项目研究报告，项目设计，项目建议书，项目可研报告，本文档支持完整下载，支持任意编辑！选择我们，选择成功！单片机论文，毕业设计，毕业论文，单片机设计，硕士论文，研究生论文，单片机研究论文，单片机设计论文，优秀毕业论文，毕业论文设计，毕业过关论文，毕业设计，毕业设计说明，毕业论文，单片机论文，基于单片机论文，毕业论文终稿，毕业论文初稿，本文档支持完整下载，支持任意编辑！本文档全网独一无二，放心使用，下载这篇文档，定会成功！