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內(nèi)容簡介

　　農(nóng)機(jī)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的重要組成部分，而具有信息感知、識別決策與控制執(zhí)行的系統(tǒng)性農(nóng)業(yè)機(jī)器人則一直是智能農(nóng)機(jī)裝備領(lǐng)域的研究熱點。本書面向機(jī)械化種植領(lǐng)域，系統(tǒng)性地介紹了農(nóng)業(yè)移栽機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用，主要內(nèi)容包括移栽機(jī)器人作業(yè)對象感知、目標(biāo)識別與決策、動作精準(zhǔn)調(diào)控等主要理論和方法，內(nèi)容翔實，通俗易懂。期望本書能夠較好地促進(jìn)國內(nèi)農(nóng)業(yè)移栽機(jī)器人的研究普及和應(yīng)用落地。本書既適合農(nóng)業(yè)工程相關(guān)專業(yè)的高年級本科生或研究生使用，也可供相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員閱讀參考。

作者簡介

　　金鑫，男，農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程專業(yè)博士（后），教授，博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任河南科技大學(xué)農(nóng)業(yè)裝備工程學(xué)院院長，兼任中國農(nóng)機(jī)學(xué)會青年工作委員會主任委員、中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會理事、河南省農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會常務(wù)理事。長期從事旱作機(jī)械化栽植系統(tǒng)理論及農(nóng)機(jī)智能化精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)的研究與推廣工作。在蔬菜全自動高速移栽、農(nóng)機(jī)變量作業(yè)與狀態(tài)參數(shù)檢測等方面，以第一作者發(fā)表中科院二區(qū)以上SCI論文8篇，以第一發(fā)明人授權(quán)國家發(fā)明專利10件；出版《現(xiàn)代蔬菜育苗與栽植技術(shù)及裝備》等專著2部；主持獲機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步一等獎1項、河南省科技進(jìn)步二等獎1項。

圖書目錄

目錄
前言
第1章緒論
1.1農(nóng)業(yè)機(jī)器人的起源與發(fā)展
1.2農(nóng)業(yè)移栽機(jī)器人的定義
1.3農(nóng)業(yè)移栽機(jī)器人研究的意義與目的
1.3.1大田移栽機(jī)器人研究的意義
1.3.2設(shè)施移栽機(jī)器人研究的意義
1.3.3現(xiàn)存問題及發(fā)展趨勢
第2章移栽機(jī)器人作業(yè)參數(shù)感知與識別系統(tǒng)
2.1傳感器感知技術(shù)
2.1.1加速度傳感器
2.1.2力學(xué)傳感器
2.1.3激光傳感器
2.2圖像處理與機(jī)器視覺
2.2.1圖像預(yù)處理技術(shù)
2.2.2目標(biāo)檢測與識別
2.2.3深度圖像處理
2.3移栽機(jī)器人取苗夾持力傳感器技術(shù)
2.3.1取苗爪結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.3.2傳感器原理設(shè)計
2.3.3夾持力傳感器信號檢測系統(tǒng)設(shè)計
2.3.4基于LabVIEW的傳感器監(jiān)測系統(tǒng)
2.3.5傳感器參數(shù)標(biāo)定與取苗試驗
2.4基于機(jī)器學(xué)習(xí)的壟作導(dǎo)航系統(tǒng)研究
2.4.1基于Res2Net50的模型優(yōu)化
2.4.2改進(jìn)Res2Net50識別模型訓(xùn)練
2.5基于深度學(xué)習(xí)的缽苗移栽直立度檢測
2.5.1栽植機(jī)構(gòu)及其工作原理
2.5.2直立度評價
2.5.3數(shù)據(jù)集建立
2.5.4監(jiān)測系統(tǒng)整體架構(gòu)
2.5.5硬件設(shè)計
2.5.6YOLO-RDS檢測算法設(shè)計
2.5.7角度預(yù)測模塊
2.5.8RWBF方法
2.5.9系統(tǒng)集成設(shè)計
第3章移栽機(jī)器人控制系統(tǒng)
3.1控制系統(tǒng)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(tǒng)
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(shù)據(jù)集構(gòu)建
3.2.3UNet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
3.2.4UNet模型改進(jìn)
3.2.5遷移學(xué)習(xí)和評價指標(biāo)
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(tǒng)
3.3.1總體需求
3.3.2供苗機(jī)構(gòu)控制方案
3.3.3取送苗機(jī)構(gòu)控制方案
3.3.4投苗機(jī)構(gòu)控制方案
3.3.5Fuzzy-PID步進(jìn)定位系統(tǒng)的控制算法
3.3.6多電機(jī)變速取投苗控制方法
第4章移栽機(jī)器人執(zhí)行系統(tǒng)
4.1機(jī)械化移栽苗-機(jī)互作機(jī)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(tài)模型構(gòu)建
4.2取苗機(jī)構(gòu)設(shè)計
4.2.1取苗機(jī)構(gòu)軌跡要求
4.2.2取苗機(jī)構(gòu)運動學(xué)分析
4.2.3取苗機(jī)構(gòu)運動模型的建立
4.2.4取苗機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.2.5取苗機(jī)構(gòu)力學(xué)特性分析
4.3高速移栽機(jī)支撐臂振動特性與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究
4.3.1高速插秧機(jī)支撐臂有限元模態(tài)分析
4.3.2基于模態(tài)置信度矩陣優(yōu)化的模態(tài)試驗
4.3.3移栽機(jī)支撐臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
第5章設(shè)施農(nóng)業(yè)分選移栽機(jī)器人
5.1分選機(jī)器人總體設(shè)計
5.1.1整體部件設(shè)計
5.1.2基于機(jī)器視覺Heal劣質(zhì)苗檢測系統(tǒng)的研究
5.1.3多方位自反饋控制系統(tǒng)
5.1.4缽苗智能識別分級與多方位自反饋控制的相互協(xié)作
5.1.5控制系統(tǒng)工作流程
5.2移栽機(jī)器人的總體設(shè)計
5.2.1穴盤運輸定位機(jī)構(gòu)
5.2.2缽苗移栽末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.2.3取苗裝置驅(qū)動結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.2.4控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
5.2.5缽苗移栽方法
第6章丘陵山地移栽機(jī)器人
6.1丘陵山地姿態(tài)調(diào)平移栽機(jī)器人總體設(shè)計
6.1.1整機(jī)部件設(shè)計
6.1.2取投苗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
6.1.3姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
6.2姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)的運動學(xué)分析
6.2.1運動學(xué)方程及求解算法
6.2.2調(diào)平仿真模型建立
6.2.3姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)運動學(xué)仿真分析
6.3移栽機(jī)姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)控制
6.3.1姿態(tài)調(diào)平控制原理
6.3.2姿態(tài)調(diào)平控制算法
第7章植物工廠移栽機(jī)器人
7.1移栽裝置設(shè)計
7.1.1末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)設(shè)計
7.1.2多末端執(zhí)行器聯(lián)動變距機(jī)構(gòu)設(shè)計
7.1.3輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計
7.1.4移栽裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
7.2移栽機(jī)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(biāo)
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(jī)位置標(biāo)定
7.3.3缽苗邊緣點識別算法
7.3.4缽苗邊緣點標(biāo)定試驗
7.3.5缽苗邊緣點標(biāo)定驗證
7.4移栽裝置控制系統(tǒng)設(shè)計與分析
7.4.1整機(jī)功能與作業(yè)動作分析
7.4.2移栽裝置工作流程分析
7.4.3控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
7.4.4控制系統(tǒng)電路搭建
7.5移栽裝置整機(jī)性能試驗與分析
7.5.1試驗參數(shù)選擇
7.5.2整機(jī)移栽試驗
參考文獻(xiàn)