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內(nèi)容簡介

　　農(nóng)機是現(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)機器人則一直是智能農(nóng)機裝備領域的研究熱點。本書面向機械化種植領域，系統(tǒng)性地介紹了農(nóng)業(yè)移栽機器人技術及應用，主要內(nèi)容包括移栽機器人作業(yè)對象感知、目標識別與決策、動作精準調(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國內(nèi)農(nóng)業(yè)移栽機器人的研究普及和應用落地。本書既適合農(nóng)業(yè)工程相關專業(yè)的高年級本科生或研究生使用，也可供相關領域的工程技術人員閱讀參考。

作者簡介

　　金鑫，男，農(nóng)業(yè)機械化工程專業(yè)博士（后），教授，博士生導師?，F(xiàn)任河南科技大學農(nóng)業(yè)裝備工程學院院長，兼任中國農(nóng)機學會青年工作委員會主任委員、中國農(nóng)業(yè)機械學會理事、河南省農(nóng)業(yè)機械學會常務理事。長期從事旱作機械化栽植系統(tǒng)理論及農(nóng)機智能化精準作業(yè)技術的研究與推廣工作。在蔬菜全自動高速移栽、農(nóng)機變量作業(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)明人授權國家發(fā)明專利10件；出版《現(xiàn)代蔬菜育苗與栽植技術及裝備》等專著2部；主持獲機械工業(yè)科技進步一等獎1項、河南省科技進步二等獎1項。

圖書目錄

目錄
前言
第1章緒論
1.1農(nóng)業(yè)機器人的起源與發(fā)展
1.2農(nóng)業(yè)移栽機器人的定義
1.3農(nóng)業(yè)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(xiàn)存問題及發(fā)展趨勢
第2章移栽機器人作業(yè)參數(shù)感知與識別系統(tǒng)
2.1傳感器感知技術
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(tǒng)設計
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)標定與取苗試驗
2.4基于機器學習的壟作導航系統(tǒng)研究
2.4.1基于Res2Net50的模型優(yōu)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(shù)據(jù)集建立
2.5.4監(jiān)測系統(tǒng)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(tǒng)集成設計
第3章移栽機器人控制系統(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)集構建
3.2.3UNet網(wǎng)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(tǒng)
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(tǒng)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(zhí)行系統(tǒng)
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(tài)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(yōu)化研究
4.3.1高速插秧機支撐臂有限元模態(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移栽機支撐臂結構優(yōu)化設計
第5章設施農(nóng)業(yè)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(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(zhí)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(tǒng)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(tài)調(diào)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(tǒng)結構設計
6.1.3姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)結構設計
6.2姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)的運動學分析
6.2.1運動學方程及求解算法
6.2.2調(diào)平仿真模型建立
6.2.3姿態(tài)調(diào)平系統(tǒng)運動學仿真分析
6.3移栽機姿態(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章植物工廠移栽機器人
7.1移栽裝置設計
7.1.1末端執(zhí)行器結構設計
7.1.2多末端執(zhí)行器聯(lián)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(tǒng)設計與分析
7.4.1整機功能與作業(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)硬件設計
7.4.4控制系統(tǒng)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(shù)選擇
7.5.2整機移栽試驗
參考文獻