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嵌入式工控机在智慧农业采摘机器人中的应用

文章来源:【威廉希尔亚洲中文官网】 发布时间:2020-01-02 17:15:38

行业概述和需求:

果实采摘是生产链中最耗时、费力的一个环节。采摘作业季节性强、劳动强度大、费用高,因此保证农产品适时采收、降低作业费用是农业增收的重要途径。目前,国内多数果蔬采用人工采摘,采摘费用约占成本50%~70%, 采摘机器人的作用在于降低工人劳动强度和生产费用、提高劳动生产率和产品质量、保证农产品的适时采收,因而具有很大发展潜力,是未来智能农业机械的发展方向。

 


采摘机器人由机械手、末端执行器、视觉传感器和移动机构等组成。由于生长位置没有规律,采摘目标容易被枝叶遮挡收获时要求机械手活动范围大,且能避开障碍物。目前有一种多自由度的采摘机器人,能够形成指定的采摘姿态进行采摘。该机器人采用彩色工业相机机作为视觉传感器来寻找和识别成熟果实,利用视觉对目标进行定位,移动机构采用前驱四轮结构,能在垄间自行移动。采摘时,移动机构行走一定距离后进行图像采集,利用视觉系统检测出果实相对机械手坐标系的位置信息,判断果实是否在收获的范围之内。若可以收获,机械手靠近实,用吸盘吸住果实后,用机械手指抓住果实,最后机械手通过旋转腕关节拧下果实。



采摘机器人控制系统图

 

解决方案:

采摘机器人通过视觉系统的工业相机采集果实形态图像,在安装有算法软件的嵌入式工控机中进行图像处理,获取果实的成熟状态和位置信息。进一步在控制系统中通过嵌入式工控机按照输入的程序对驱动系统和执行机构机械手发出指令信号,进行指定功能的行走及采摘的功能操作。



由于采摘机器人所处的环境相对复杂多变,对控制系统硬件方面的要求更为严苛,普通的硬件是无法胜任的,只有工业级的计算机硬件才能为工业机器人提供专业硬件方案支持。威廉希尔推出的新一代嵌入式工控机,支持第五代/六代i7/i5/i3处理器,支持VGA、 HDMI显示接口和双网口,并提供多种通讯接口等接口。另外此款嵌入式工控机外观结构紧凑小巧,节省空间。银白红色相搭显得时尚大气,全密封铝合金箱体,大面积铝鳍散热,无风扇设计。抗破坏能力强,适应宽温,能在粉尘大、湿度高等恶劣环境条件下稳定运行,可靠性高。



   
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