|
|
|
题名
|
作者
|
年代
|
出处
|
被引量
|
| 1 | 丘陵山区果园机械化技术与装备研究进展显示文摘中国果园种植面积大,主要集中在丘陵山区,受地形条件和种植模式影响,丘陵果园机械化程度普遍偏低,随着产业结构的调整,果园机械化的发展程度将直接影响其经济效益。本文分析了中国果园分布情况与丘陵果园种植特点,概述了丘陵果园的机械化发展程度,并分析了制约其发展的原因,阐述了机械动力底盘、多功能作业平台、果树修剪机械、植保机械以及采摘收获机械等果园主要装备和技术的研究现状和进展,并对部分果园机械的生产与推广应用情况进行调研分析。在此基础上指出丘陵果园机械化发展面临的问题,认为缺乏对复杂环境的适应能力是制约丘陵果园机械化发展的关键,对果园改建和机械装备研究等提出了发展建议。 | 郑永军 江世界 陈炳太 吕昊暾 万畅 康峰 | 2020 | 农业机械学报2020，51，11： | 89 |
| 2 | 基于深度强化学习的虚拟机器人采摘路径避障规划显示文摘针对采摘机器人在野外作业环境中,面临采摘任务数量多,目标与障碍物位置具有随机性和不确定性等问题,提出一种基于深度强化学习的虚拟机器人采摘路径避障规划方法,实现机器人在大量且不确定任务情况下的快速轨迹规划。根据机器人本体物理结构设定虚拟机器人随机运动策略,通过对比分析不同网络输入观测值的优劣,结合实际采摘行为设置环境观测集合,作为网络的输入;引入人工势场法目标吸引和障碍排斥的思想建立奖惩函数,对虚拟机器人行为进行评价,提高避障成功率;针对人工势场法范围斥力影响最短路径规划的问题,提出了一种方向惩罚避障函数设置方法,将障碍物范围惩罚转换为单一方向惩罚,通过建立虚拟机器人运动碰撞模型,分析碰撞结果选择性给予方向惩罚,进一步优化了规划路径长度,提高采摘效率;在Unity内搭建仿真环境,使用MLAgents组件建立分布式近端策略优化算法及其与仿真环境的交互通信,对虚拟机器人进行采摘训练。仿真实验结果显示,不同位置障碍物设置情况下虚拟机器人完成采摘任务成功率达96.7%以上。在200次随机采摘实验中,方向惩罚避障函数方法采摘成功率为97.5%,比普通奖励函数方法提高了11个百分点,采摘轨迹规划平均耗时0.64 s/次,相较于基于人工势场法奖励函数方法降低了0.45 s/次,且在连续变动任务实验中具有更高的适应性和鲁棒性。研究结果表明,本系统能够高效引导虚拟机器人在避开障碍物的前提下快速到达随机采摘点,满足采摘任务要求,为真实机器人采摘路径规划提供理论与技术支撑。 | 熊俊涛 李中行 陈淑绵 郑镇辉 | 2020 | 农业机械学报2020，51，S02： | 19 |
| 3 | 果园机械化装备研究进展与展望显示文摘近年来,随着我国果园种植规模的扩大、种植种类的增加,传统的作业方式已经满足不了现代果园的发展需求。而且我国果园的主要种植区域集中在丘陵山区,受种植模式和地形条件的影响,果园机械化装备的研发进展缓慢,机械化程度较低,同时,由于农机农艺难以结合、劳动力短缺等问题,严重制约了林果产业的发展,实现果园全程机械化是其产业发展的必然趋势。本研究针对现阶段国内外果园作业机械的应用现状进行对比分析,包括作业平台、施肥机械、采摘收获机械、除草机械等果园机械化设备,得出制约果园机械化发展的因素,并对果园机械的研发提出发展建议,以期为果园机械化装备的研发提供一定参考。 | 高文杰 张锋伟 戴飞 宋学锋 张方圆 李璐 | 2021 | 林业机械与木工设备2021，49，12： | 12 |
| 4 | 基于稀疏节点快速扩展随机树的移动机械臂运动规划显示文摘针对传统移动机械臂运动规划未考虑停靠误差、规划效率低等问题,提出一种基于稀疏节点快速扩展随机树的移动机械臂运动规划方法。研究了停靠误差对移动机械臂运动规划的影响,制定了基于坐标转换的误差补偿措施。针对快速扩展随机树算法在局部空间中过度搜索的问题,改进回归过滤机制,避免了节点重复扩展。考虑边界节点的有效性,提出了随机点边界扩展机制以缩短碰撞检测时间。实验结果表明所提方法提高了运动规划效率。 | 李耀仲 王书亭 蒋立泉 孟杰 谢远龙 | 2021 | 中国机械工程2021，32，12： | 12 |
| 5 | 巡检机器人获取柑橘树上果实完整表面信息方法研究显示文摘为监控柑橘的生长情况,提出了一种通过巡检机器人获取单个柑橘果实完整表面信息的方法。使用Label Me为标记工具,采用类圆形和类长方形分别对柑橘果实和分段枝干进行标记,再使用Mask R-CNN模型对其进行训练与识别,可从Kinect V2相机拍摄的含有深度信息的图像中提取出柑橘果实及分段枝干的三维信息。根据柑橘果实生长情况及发生病虫害情况,对柑橘果实表面进行区域化划分,并采取积分制描述其表面信息获取率。通过机械臂末端连接的CCD相机对柑橘果实进行表面信息获取,提出了获取柑橘完整表面信息的3种机械臂拍摄方案。搭建了巡检机器人实验平台,在机器人操作系统(Robot operating system,ROS)下进行了仿真,提出实验室环境下柑橘表面信息的获取流程,并在实验室环境下对巡检机器人获取柑橘完整表面信息进行了实验验证。实验结果表明,柑橘果实的横纵径比越接近1,拍摄所获取的柑橘外表面信息越完整,当采用3个拍摄位姿的拍摄方案时,在保证获取柑橘表面完整率的同时可以获得较高的避障成功率和工作效率,柑橘表面信息获取率可达94. 21%,机械臂平均运动时间为86. 57 s。本研究为农业巡检机器人获取柑橘表面情况、监控柑橘生长及病虫害信息提供了方法。 | 王毅 何宇 王恺 熊龙烨 王卓 张艺谭 | 2020 | 农业机械学报2020，51，4： | 9 |
| 6 | 番茄串收机械臂运动规划方法与试验显示文摘番茄串的采收环境复杂,果实体积相对较大,机械臂采收运动路径规划不仅要考虑如何采摘,还需要考虑采摘后如何避开障碍,并从复杂环境中提取出番茄串。为此,该研究以温室栽培的番茄串采摘为对象,提出了基于空间分割的实时运动路径规划算法。首先通过聚类拟合环境中的枝条,简化空间障碍物;然后分割采摘空间,筛选可行采摘空间,并引入评价函数选取最优采摘空间,指导机械臂以合理有效的姿态完成采摘;最后在采摘任务的基础上加入实时避障子任务,引导机械臂躲避障碍完成任务,保证采摘番茄串任务安全无损。在以上研究的基础上,通过大量采收试验验证算法的有效性。试验结果表明:通过基于空间分割的实时运动路径规划算法,采收机器人的单串番茄采摘时间为12.51 s,且采摘成功率接近100%。与目前主流的采样算法RRT*-connect相比,单串番茄的采摘时间降低了31.23%,大幅提高了采摘效率。 | 张勤 刘丰溥 蒋先平 熊征 徐灿 | 2021 | 农业工程学报2021，37，9： | 7 |
| 7 | 改进Informed-RRT^(*)算法的柑橘采摘机械臂运动路径规划显示文摘针对目前采摘机械臂采摘多次行程规划效率低、耗时长、路径非最优的问题,提出了基于Informed-RRT^(*)改进的柑橘采摘机械臂运动规划算法,该算法在起始点和目标点之间选取第三点作为预采摘引导点,可以同时在初始点、目标点及引导点生成四棵树来快速获取初始路径,并在算法中引入了启发性的节点采样策略,提高了最优路径的收敛速度。仿真实验表明:改进算法路径使成本减少了6%,时间缩短了88%,节点数缩短了42%,平均迭代次数下降了64%。利用该算法在机器人系统(robot operating system,ROS)中控制6自由度机械臂进行仿真采摘模拟实验,规划成功率约为96%,算法平均规划时间为0.81 s。改进算法规划时间减少约46%,规划成功率提高约11%,路径成本优化约16%。 | 刘顿 王毅 | 2021 | 重庆理工大学学报(自然科学)2021，35，11： | 7 |
| 8 | 基于工作空间的果园作业平台结构参数优化与试验显示文摘为提高果园作业平台的适用性和操作灵活性,根据乔砧密植的纺锤形苹果种植模式确定其目标工作空间,以工作空间尺寸偏差、工作空间体积和平均可操作度描述其可达工作空间性能,分析了平台主要结构参数杆长和关节变量(关节角、连杆偏移)对工作空间性能的影响。建立了以可达工作空间性能和结构紧凑为指标的优化模型,利用遗传算法求解得出最优参数为:杆2和杆4的长度分别为988、879 mm,关节1、3的关节角范围分别为[107°,256°]、[-118°,-76°],关节5、6的连杆偏移最大值分别为720、340 mm。优化后其可达工作空间尺寸偏差分别减小96.09%、95.60%,体积减小4.69%,平均可操作度增加1.43%。对优化后的果园作业平台进行了实地果园工作空间试验,结果表明:承载质量为65 kg、横坡坡度为15°、纵坡坡度为15°时,工作空间尺寸偏差最大,分别为16.2、16.7 mm,比原型分别减小93.89%、93.76%。 | 樊桂菊 李钊 毛文华 娄伟 梁昭 姜红花 | 2021 | 农业机械学报2021，52，4： | 6 |
| 9 | 基于RRT算法的采茶机器人路径规划研究显示文摘以茶叶自动化采摘过程为研究对象,对采茶机器人作业过程中遇到的多种障碍难以规避问题进行分析,利用RRT算法建立采茶机器人作业路径规划系统,并在不同类型障碍物条件下,对路径规划系统的规划时间和系统性能进行仿真实验分析。实验结果表明,利用RRT算法建立的路径规划系统在遇到障碍物时,能够快速准确进行路径规划:当空间中有规则障碍物时,规划成功率为87%;当空间中有开放型不规则障碍物时,规划成功率为94%。 | 李贤 | 2023 | 农机化研究2023，45，9： | 3 |
| 10 | 基于艺术设计理念的采摘机器人外形机构研究显示文摘为进一步实现用于农业果蔬采摘的机器人外形结构优化目标,结合当前三维可视化的艺术设计理念,针对其采摘装置结构参数与布局展开研究。考虑果蔬的物理学特性与作业周边环境光线特征,建立正确的采摘动作空间坐标,设计采摘机器人结构优化流程,从采摘臂杆的偏转角度、臂杆间距与角度阈值3个方面进行参数匹配,并综合协调各采摘关节的运动状态,形成结构组件的运动目标函数。采用ADAMS场景在视觉模块、行走模块、末端执行模块的配合实现结构布局与关节运动仿真,结果表明:采摘机器人单次采摘用时与理论运动模型控制采摘计算用时误差控制在1.0s范围内,采摘成功率控制在91.1%,验证了艺术理念下机构采摘运动设计的合理性,可为采摘机器人结构深度优化进提供设计改进方向,具有一定的参考意义。 | 郭晓颖 | 2021 | 农机化研究2021，43，2： | 2 |
| 11 | Review of smart robots for fruit and vegetable picking in agriculture显示文摘The fruit and vegetable picking has posed a great challenge on the production and markets during the harvest season.Manual picking cannot fully meet the rapid requirements of each market,mainly due to the high labor-intensive and time-consuming tasks,even the aging and shortage of agricultural labor force in recent years.Alternatively,smart robotics can be an efficient solution to increase the planting areas for the markets in combination with changes in cultivation,preservation,and processing technology.However,some improvements still need to be performed on these picking robots.To document the progress in and current status of this field,this study performed a bibliometric analysis.This analysis evaluated the current performance characteristics of various fruit and vegetable picking robots for better prospects in the future.Five perspectives were proposed covering the robotic arms,end effectors,vision systems,picking environments,and picking performance for the large-scale mechanized production of fruits and vegetables in modern agriculture.The current problems of fruit and vegetable picking robots were summarized.Finally,the outlook of the fruit and vegetable picking robots prospected from four aspects:structured environment for fruit planting,the algorithm of recognition and positioning,picking efficiency,and cost-saving picking robots.This study comprehensively assesses the current research status,thus helping researchers steer their projects or locate potential collaborators. | Zhiheng Wang Yi Xun Yingkuan Wang Qinghua Yang | 2022 | International Journal of Agricultural and Biological Engineering2022，15，1： | 2 |
| 12 | 改进A^(*)算法的采摘机器人路径规划与跟踪控制显示文摘为提高采摘机器人的工作效率和控制精准度,提出一种基于改进A^(*)算法的路径规划与跟踪控制方法。首先建立移动采摘机器人的动力学模型,然后通过引入人工势场法改进了A^(*)算法的效率,实现了对采摘机器人运动路径的快速规划,最后利用状态观测器估计出系统状态,并设计终端滑模控制律来准确跟踪路径指令,大大提高了控制精度。仿真结果表明:设计的改进A^(*)算法相比于传统A^(*)算法具有更高的运行效率和更短的路径长度,移动车和机械臂的运行时间分别为6 s和2 s,路径长度分别为47.82 m和11.25 m,设计的终端滑模控制相比于滑模控制具有更优的控制精度,移动车和机械臂的最大跟踪误差为0.2 m和0.04 m,能够使采摘机器人更高效和更精准地运行。 | 代玉梅 张瑞玲 马黎 | 2022 | 中国农机化学报2022，43，3： | 2 |
| 13 | 采摘机械臂路径规划算法研究现状综述显示文摘随着农业智能化时代到来,机器人技术在农业、林果业智能采摘领域的应用愈发广泛,路径规划算法作为采摘作业的核心技术,其先进程度对采摘作业的效率和质量起着决定性作用。为此,针对采摘机械臂路径规划算法的特点,将其划分为群优化算法、图搜索算法、概率地图算法(PRM)和快速扩展随机树算法(RRT)四大类,并基于上述分类,介绍近年来国内外学者具有代表性的研究成果,重点分析各类路径规划算法应用在采摘作业时的优缺点,通过对比,系统的总结各类算法的可行性、适用性以及局限性。最后,对采摘机械臂路径规划算法未来发展方向进行展望,提出算法优化的具体意见,为采摘机械臂路径规划研究提供一定的思路。 | 杨旭海 周文皓 李育峰 戚小琛 张茜 | 2023 | 中国农机化学报2023，44，5： | 1 |
| 14 | 基于VS-IRRT算法的采摘机械臂路径规划显示文摘针对多自由度机械臂在采摘过程中出现的路径规划速度慢、路径成本高以及因视觉定位误差和机械臂关节位置误差引起的采摘失败问题,提出了结合视觉伺服的改进随机快速搜索树算法(Improved rapidly-exploring random trees with visual servoing,VS-IRRT),具体包括改进RRT算法和基于平移控制器的视觉伺服方法。改进的RRT算法通过使用基于超椭球引力偏置的采样方法和密度减小策略,增加树拓展的目的性,减小了树的采样密度,提高路径规划效率;引入贪心思想和B样条曲线,剔除多余节点,对剩下折线进行平滑处理,优化路径在机械臂上的实施效果;结合基于平移控制器的视觉伺服控制,减小了定位误差对采摘过程的影响。使用Matlab分别对改进RRT算法和基于平移控制器的视觉伺服在二维和三维空间中进行仿真模拟试验,结果表明,改进的RRT算法的采样点数较RRT^(*)-connect算法减少92.9%,规划时间较RRT^(*)-connect算法减少86.1%,路径成本较RRT算法也减少35.2%。使用六自由度机械臂进行采摘试验,VS-IRRT算法的采摘速度比RRT^(*)-connect算法提升48.36%,路径成本相较RRT减少17.14%,采摘成功率提升2.1个百分点,所以在特定的采摘应用场景,尤其在农业采摘场景中,VS-IRRT算法能够提升机械臂采摘的综合性能。 | 荀一 李道政 王勇 黄旭婷 王志恒 杨庆华 | 2023 | 农业机械学报2023，54，2： | 1 |
| 15 | 盾构机换刀机器人路径规划研究显示文摘为实现作业环境结构复杂、干涉多、视野受限工况下换刀作业的自动化,进行换刀机器人路径规划研究。首先,提出机器人换刀方案和机器人本体机构,对换刀机器人路径规划问题进行描述;其次,建立机器人数学模型、目标位姿计算方法;随后,提出基于距离判断的碰撞检测方法、目标导向约束下的随机点生成策略、冗余路径点删除策略、B样条曲线路径平滑处理策略,实现路径的优化;最后,搭建换刀机器人仿真平台,并进行仿真分析,结果验证了所提方法的有效性。 | 孙颜明 杨航 吴乾坤 李正道 姜礼杰 | 2023 | 重庆理工大学学报(自然科学)2023，37，12： | 0 |
| 16 | 一种IPRRT的机械臂三维路径避障算法显示文摘标准RRT(Rapidly exploring random tree)算法进行路径规划时,存在规划时间长、规划路径质量差的问题。针对以上问题,提出一种IPRRT算法(Improved RRT algorithm),首先通过重选父节点环节策略剔除冗余路段,区域排斥机制剔除冗余节点,缩短规划路径与规划时间;其次采用线段转角限位与评估函数提升路径质量,最后采用三次Hermite曲线对路径进行平滑处理;通过对深海机械臂进行仿真实验,验证了IPRRT算法的有效性。 | 钟华庚 丁健 郭永欢 罗高生 王芳 冯玮 | 2023 | 机械科学与技术2023，42，12： | 0 |
您所在的机构暂未开通此部分的功能，请联系管理员