采摘機器人氣動視覺伺服系統(tǒng)開發(fā)

1.6萬字 40頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要 自從機器人被提出用于果實采摘之后，水果采摘機器人及其相關技術得到廣泛關注并且發(fā)展迅速。作為世界果業(yè)第一大國，我國在果實采摘機器人的探索領域起步比較晚，而且采摘的智能化程度相對較低，而近年來由于勞動力短缺，采摘機器人相關技術的發(fā)展已經(jīng)越需要求。為了提高采摘機器人的采摘效率，本課題在現(xiàn)有基礎上，將直動棱柱關節(jié)替換成氣動推桿，視覺系統(tǒng)上采用VFW 技術進行圖像的實時采集，主要研究內容如下：
1.搭建氣動視覺伺服系統(tǒng)硬件平臺。硬件平臺主要由氣泵，比例方向控制閥標準氣缸，USB攝像頭，傳感器，伺服定位控制器等組成，設計并搭建整個系統(tǒng)硬件平臺。
2.視覺系統(tǒng)的設計。利用 VFW 視頻捕獲技術實時顯示圖像，設計出即快速又穩(wěn)定的圖像處理算法，利用 VC++軟件基于 MFC 下編寫實時視頻顯示，目標識別，目標定位軟件控制界面。
3.氣動伺服定位系統(tǒng)的設計及實驗。系統(tǒng)研究了氣動伺服定位系統(tǒng)的定位功能實現(xiàn)方法及系統(tǒng)與計算機的通訊問題，首先利用FESTO 配置工具對伺服定位控制器進行參數(shù)配置，接著利用西門子 STEP7 軟件對整個系統(tǒng)進行硬件組態(tài)，最后基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線實現(xiàn)氣動伺服通訊。測試伺服定位控制器的控制精度，響應速度，通過圖像處理提取到目標的位置特征參數(shù)，轉換成控制器需要的控制量，從而驅動氣缸行走多少位移，利用軟件定時器功能，每隔 10ms 記錄一次氣缸當前位置，最終得到一組氣缸響應數(shù)據(jù)。實驗結果表明，本實驗設計的氣動視覺伺服定位系統(tǒng)能更快速，更精確地完成對目標蘋果的跟蹤定位任務。最后完成對目標果實的實時跟蹤實驗。


關鍵字： 采摘機器人 硬件組態(tài) 氣動視覺伺服 測試