目錄 br 前言 br 第1章緒論 br 1.1農業機器人的起源與發展 br 1.2農業移栽機器人的定義 br 1.3農業移栽機器人研究的意義與目的 br 1.3.1大田移栽機器人研究的意義 br 1.3.2設施移栽機器人研究的意義 br 1.3.3現存問題及發展趨勢 br 第2章移栽機器人作業參數感知與識別系統 br 2.1傳感器感知技術 br 2.1.1加速度傳感器 br 2.1.2力學傳感器 br 2.1.3激光傳感器 br 2.2圖像處理與機器視覺 br 2.2.1圖像預處理技術 br 2.2.2目標檢測與識別 br 2.2.3深度圖像處理 br 2.3移栽機器人取苗夾持力傳感器技術 br 2.3.1取苗爪結構設計 br 2.3.2傳感器原理設計 br 2.3.3夾持力傳感器信號檢測系統設計 br 2.3.4基于LabVIEW的傳感器監測系統 br 2.3.5傳感器參數標定與取苗試驗 br 2.4基于機器學習的壟作導航系統研究 br 2.4.1基于Res2Net50的模型優化 br 2.4.2改進Res2Net50識別模型訓練 br 2.5基于深度學習的缽苗移栽直立度檢測 br 2.5.1栽植機構及其工作原理 br 2.5.2直立度評價 br 2.5.3數據集建立 br 2.5.4監測系統整體架構 br 2.5.5硬件設計 br 2.5.6YOLO-RDS檢測算法設計 br 2.5.7角度預測模塊 br 2.5.8RWBF方法 br 2.5.9系統集成設計 br 第3章移栽機器人控制系統 br 3.1控制系統原理 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 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數據集構建 br 3.2.3UNet網絡結構 br 3.2.4UNet模型改進 br 3.2.5遷移學習和評價指標 br 3.2.6取苗點估計算法 br 3.3基于PID控制算法的取投苗裝置控制系統 br 3.3.1總體需求 br 3.3.2供苗機構控制方案 br 3.3.3取送苗機構控制方案 br 3.3.4投苗機構控制方案 br 3.3.5Fuzzy-PID步進定位系統的控制算法 br 3.3.6多電機變速取投苗控制方法 br 第4章移栽機器人執行系統 br 4.1機械化移栽苗-機互作機理 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取苗夾針插拔姿態模型構建 br 4.2取苗機構設計 br 4.2.1取苗機構軌跡要求 br 4.2.2取苗機構運動學分析 br 4.2.3取苗機構運動模型的建立 br 4.2.4取苗機構結構設計 br 4.2.5取苗機構力學特性分析 br 4.3高速移栽機支撐臂振動特性與結構優化研究 br 4.3.1高速插秧機支撐臂有限元模態分析 br 4.3.2基于模態置信度矩陣優化的模態試驗 br 4.3.3移栽機支撐臂結構優化設計 br 第5章設施農業分選移栽機器人 br 5.1分選機器人總體設計 br 5.1.1整體部件設計 br 5.1.2基于機器視覺Heal劣質苗檢測系統的研究 br 5.1.3多方位自反饋控制系統 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作 br 5.1.5控制系統工作流程 br 5.2移栽機器人的總體設計 br 5.2.1穴盤運輸定位機構 br 5.2.2缽苗移栽末端執行器結構設計 br 5.2.3取苗裝置驅動結構設計 br 5.2.4控制系統硬件設計 br 5.2.5缽苗移栽方法 br 第6章丘陵山地移栽機器人 br 6.1丘陵山地姿態調平移栽機器人總體設計 br 6.1.1整機部件設計 br 6.1.2取投苗系統結構設計 br 6.1.3姿態調平系統結構設計 br 6.2姿態調平系統的運動學分析 br 6.2.1運動學方程及求解算法 br 6.2.2調平仿真模型建立 br 6.2.3姿態調平系統運動學仿真分析 br 6.3移栽機姿態調平系統控制 br 6.3.1姿態調平控制原理 br 6.3.2姿態調平控制算法 br 第7章植物工廠移栽機器人 br 7.1移栽裝置設計 br 7.1.1末端執行器結構設計 br 7.1.2多末端執行器聯動變距機構設計 br 7.1.3輸送機構設計 br 7.1.4移栽裝置整體結構設計 br 7.2移栽機械手性能試驗與分析 br 7.2.1取苗性能影響因素分析 br 7.2.2試驗評價指標 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深度相機位置標定 br 7.3.3缽苗邊緣點識別算法 br 7.3.4缽苗邊緣點標定試驗 br 7.3.5缽苗邊緣點標定驗證 br 7.4移栽裝置控制系統設計與分析 br 7.4.1整機功能與作業動作分析 br 7.4.2移栽裝置工作流程分析 br 7.4.3控制系統硬件設計 br 7.4.4控制系統電路搭建 br 7.5移栽裝置整機性能試驗與分析 br 7.5.1試驗參數選擇 br 7.5.2整機移栽試驗 br 參考文獻目錄前言第1章緒論1.1農業機器人的起源與發展1.2農業移栽機器人的定義1.3農業移栽機器人研究的意義與目的1.3.1大田移栽機器人研究的意義1.3.2設施移栽機器人研究的意義1.3.3現存問題及發展趨勢第2章移栽機器人作業參數感知與識別系統2.1傳感器感知技術2.1.1加速度傳感器2.1.2力學傳感器2.1.3激光傳感器2.2圖像處理與機器視覺2.2.1圖像預處理技術2.2.2目標檢測與識別2.2.3深度圖像處理2.3移栽機器人取苗夾持力傳感器技術2.3.1取苗爪結構設計2.3.2傳感器原理設計2.3.3夾持力傳感器信號檢測系統設計2.3.4基于LabVIEW的傳感器監測系統2.3.5傳感器參數標定與取苗試驗2.4基于機器學習的壟作導航系統研究2.4.1基于Res2Net50的模型優化2.4.2改進Res2Net50識別模型訓練2.5基于深度學習的缽苗移栽直立度檢測2.5.1栽植機構及其工作原理2.5.2直立度評價2.5.3數據集建立2.5.4監測系統整體架構2.5.5硬件設計2.5.6YOLO-RDS檢測算法設計2.5.7角度預測模塊2.5.8RWBF方法2.5.9系統集成設計第3章移栽機器人控制系統3.1控制系統原理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數據集構建3.2.3UNet網絡結構3.2.4UNet模型改進3.2.5遷移學習和評價指標3.2.6取苗點估計算法3.3基于PID控制算法的取投苗裝置控制系統3.3.1總體需求3.3.2供苗機構控制方案3.3.3取送苗機構控制方案3.3.4投苗機構控制方案3.3.5Fuzzy-PID步進定位系統的控制算法3.3.6多電機變速取投苗控制方法第4章移栽機器人執行系統4.1機械化移栽苗-機互作機理4.1.1取苗方式分析4.1.2取苗爪插拔過程分析4.1.3取苗夾針插拔姿態模型構建4.2取苗機構設計4.2.1取苗機構軌跡要求4.2.2取苗機構運動學分析4.2.3取苗機構運動模型的建立4.2.4取苗機構結構設計4.2.5取苗機構力學特性分析4.3高速移栽機支撐臂振動特性與結構優化研究4.3.1高速插秧機支撐臂有限元模態分析4.3.2基于模態置信度矩陣優化的模態試驗4.3.3移栽機支撐臂結構優化設計第5章設施農業分選移栽機器人5.1分選機器人總體設計5.1.1整體部件設計5.1.2基于機器視覺Heal劣質苗檢測系統的研究5.1.3多方位自反饋控制系統5.1.4缽苗智能識別分級與多方位自反饋控制的相互協作5.1.5控制系統工作流程5.2移栽機器人的總體設計5.2.1穴盤運輸定位機構5.2.2缽苗移栽末端執行器結構設計5.2.3取苗裝置驅動結構設計5.2.4控制系統硬件設計5.2.5缽苗移栽方法第6章丘陵山地移栽機器人6.1丘陵山地姿態調平移栽機器人總體設計6.1.1整機部件設計6.1.2取投苗系統結構設計6.1.3姿態調平系統結構設計6.2姿態調平系統的運動學分析6.2.1運動學方程及求解算法6.2.2調平仿真模型建立6.2.3姿態調平系統運動學仿真分析6.3移栽機姿態調平系統控制6.3.1姿態調平控制原理6.3.2姿態調平控制算法第7章植物工廠移栽機器人7.1移栽裝置設計7.1.1末端執行器結構設計7.1.2多末端執行器聯動變距機構設計7.1.3輸送機構設計7.1.4移栽裝置整體結構設計7.2移栽機械手性能試驗與分析7.2.1取苗性能影響因素分析7.2.2試驗評價指標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深度相機位置標定7.3.3缽苗邊緣點識別算法7.3.4缽苗邊緣點標定試驗7.3.5缽苗邊緣點標定驗證7.4移栽裝置控制系統設計與分析7.4.1整機功能與作業動作分析7.4.2移栽裝置工作流程分析7.4.3控制系統硬件設計7.4.4控制系統電路搭建7.5移栽裝置整機性能試驗與分析7.5.1試驗參數選擇7.5.2整機移栽試驗參考文獻