三平移并聯(lián)移栽機器人及其視覺系統(tǒng)研究.pdf

1、高效的工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一項國內外新興的產(chǎn)業(yè)技術，在部分發(fā)達國家已走向實用化、產(chǎn)業(yè)化。國外由于勞動力成本高，已大力推廣溫室內機械化作業(yè)，機器人在植物工廠的應用已得到了較高的重視，并取得初步成果，而國內在這一方面的研究還比較欠缺。并聯(lián)機構具有剛度大、運動慣性小、精度高、控制容易等優(yōu)點，而這些優(yōu)點彌補了傳統(tǒng)的串聯(lián)機構的不足。鑒于上述情況本課題引入了基于新型三平移并聯(lián)機器人用于秧苗移栽的研究，并且將機器視覺系統(tǒng)引入并聯(lián)機構中，使移栽機器人更加柔

2、性化。 本文以一種3-CRR機構形式為基礎進行設計、造型仿真，改進部分結構并進行尺寸、安裝布置方式、傳動系統(tǒng)和機械手的設計。選擇合適的原器件設計、加工制造出一種完全解耦的移栽用三平移并聯(lián)機器人及其機械手。 以廉價的USB接口的CMOS傳感器攝像機作為視覺采集設備，降低視覺系統(tǒng)硬件成本，簡化了視覺系統(tǒng)的結構。這樣有利于機器視覺在農(nóng)業(yè)中的推廣應用。通過學習機器視覺相關知識，了解圖像的采集、分割、處理、攝像機的標定，綜合考慮適

3、用于秧苗移栽的機器視覺系統(tǒng)。研究彩色圖像的分割方法，分別使用HSI色度法與超綠色分割方法分割秧苗圖像。將分割后的圖像進行二值化處理，運用數(shù)值形態(tài)學方法得到圖像中各秧苗的中心位置。最終依據(jù)程序簡單、運行時間少、處理得到的中心位置與秧苗實際根莖位置較接近而選擇超綠色方法進行分割。了解攝像機標定的相關知識，按照Tsai提出的基于徑向約束的攝像機標定方法對攝像機的參數(shù)進行標定。編寫程序進行圖像處理并將各秧苗中心的圖像像素坐標轉換成世界坐標系中的