基于ACO-A^(*)APF算法的莲蓬采摘末端执行器路径规划研究

1

作者 郑伟 杨东山 +1 位作者 范万鹏 马婕 《拖拉机与农用运输车》 2025年第3期102-107,共6页

为解决莲蓬采摘过程中障碍物众多,导致采摘路径长、采摘效率低、避障困难等问题,提出一种基于视觉感知信息的莲蓬采摘末端执行器路径规划方法。首先,构建基于YOLOv5s模型的成熟莲蓬目标与障碍物(幼蓬和荷花)的目标检测模型。基于荷塘实... 为解决莲蓬采摘过程中障碍物众多,导致采摘路径长、采摘效率低、避障困难等问题,提出一种基于视觉感知信息的莲蓬采摘末端执行器路径规划方法。首先,构建基于YOLOv5s模型的成熟莲蓬目标与障碍物(幼蓬和荷花)的目标检测模型。基于荷塘实景图像,获得成熟莲蓬与障碍物的类别和位置信息,构建荷塘环境的栅格地图模型。基于ACO(蚁群算法),A^(*)和APF(人工势场法),提出ACO-A^(*)APF算法构建多莲蓬采摘路径规划模型。其中,通过引入奖惩函数改进ACO的转移概率函数构建采摘点次序规划模型;采用A^(*)产生关键节点作为APF的虚拟目标点,并在引力势场函数中引入引力偏航系数,构建目标点之间的局部路径规划模型,有效解决了陷入局部陷阱的问题。仿真实验结果有效验证了基于ACO-A^(*)APF算法的采摘路径规划方法的有效性。为研发莲蓬智能采摘装备提供了有利依据。 展开更多

关键词 莲蓬采摘 视觉感知 YOLOv5算法 路径规划 ACO-A^(*)APF算法

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基于工业PC机的果树采摘机器人控制系统设计 被引量：16

2

作者 李占坤 赵德安 +1 位作者 姬伟 张超 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第6期142-144,共3页

针对果树采摘机器人控制系统,本设计中硬件平台采用KP-6420i型工控机和RS-232转RS-422转换器的控制结构构成,这样的硬件系统具有模块化,成本低,易实现的特点。视觉系统采用VFW图像采集系统,它可以直接访问视频缓冲区,不需要生成中间文件... 针对果树采摘机器人控制系统,本设计中硬件平台采用KP-6420i型工控机和RS-232转RS-422转换器的控制结构构成,这样的硬件系统具有模块化,成本低,易实现的特点。视觉系统采用VFW图像采集系统,它可以直接访问视频缓冲区,不需要生成中间文件,实时性高,可以满足果树采摘机器人对图像实时处理的速度要求。软件基于VisualC++6.0开发环境,通过串行通信实现对机械臂的运动控制,最后通过实验验证了设计的合理性和有效性。 展开更多

关键词 采摘机器人 控制系统 工业PC机 串行通信

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可溯源与无线传感网技术在工厂化水产养殖中的应用研究 被引量：3

3

作者 史兵 赵德安 +2 位作者 刘星桥 孙月平 李菊 《渔业现代化》 北大核心 2011年第1期24-27,32,共5页

为了实现工厂化水产养殖中环境因子准确测控和水产品质量有效保障的目的,研发了一种基于无线传感网和可溯源技术相结合的智能系统在工厂化水产养殖中的应用方案。系统利用无线射频识别技术(RFID)实现了可溯源功能,利用无线传感网技术实... 为了实现工厂化水产养殖中环境因子准确测控和水产品质量有效保障的目的,研发了一种基于无线传感网和可溯源技术相结合的智能系统在工厂化水产养殖中的应用方案。系统利用无线射频识别技术(RFID)实现了可溯源功能,利用无线传感网技术实现了数据的采集与传输,利用计算机技术实现了对数据的处理分析,并得到控制信号。通过试验,溶解氧、温度、酸碱度(pH)等水环境因子参数控制范围达到了设计要求,可溯源信息写入与读取正确,能够满足工厂化水产养殖智能化的需要。 展开更多

关键词 工厂化水产养殖 无线传感网 可溯源 无线射频识别 溶解氧

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基于PMBLDC驱动并联机器人的模糊滑模控制研究 被引量：3

4

作者 尹鹏军 高国琴 段大鹏 《组合机床与自动化加工技术》 2005年第2期45-47,共3页

永磁无刷直流电机 (PMBLDC)具有结构简单、运行可靠、运行特性好等优点。作为一种全新的机器人 ,并联机器人具有刚度大、承载能力强、误差小等特点。文章就是针对一种以PMBLDC驱动的少自由度并联机器人 ( 3 DOF) ,采用了一种新型对角... 永磁无刷直流电机 (PMBLDC)具有结构简单、运行可靠、运行特性好等优点。作为一种全新的机器人 ,并联机器人具有刚度大、承载能力强、误差小等特点。文章就是针对一种以PMBLDC驱动的少自由度并联机器人 ( 3 DOF) ,采用了一种新型对角模糊滑模控制器。新的控制器能够根据系统运动状态的变化不断调整模糊控制部分的输入和输出空间的宽度。仿真结果表明该算法是可行的并且设计简单、系统的鲁棒性好。具有很好的快速性和抗干扰能力。 展开更多

关键词 并联机器人 滑模控制 模糊控制 永磁无刷直流电机

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基于ARM9的生物发酵智能控制系统 被引量：2

5

作者 齐东明 陈照章 黄永红 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第10期95-97,100,共4页

介绍了基于ARM9内核和模糊神经网络的生物发酵智能控制系统。ARM9使用方便、实时性好,有利于复杂系统的控制。针对生物发酵控制过程中的时变性、非线性、延时性、随机性等特点,提出了采用基于遗传算法的模糊神经网络控制方法,该控制方... 介绍了基于ARM9内核和模糊神经网络的生物发酵智能控制系统。ARM9使用方便、实时性好,有利于复杂系统的控制。针对生物发酵控制过程中的时变性、非线性、延时性、随机性等特点,提出了采用基于遗传算法的模糊神经网络控制方法,该控制方法结合了遗传算法、模糊理论及神经网络的优点,在一定程度上解决了传统控制方法不易得到精确数学模型,难于对系统进行有效控制的不足。实验仿真表明:该系统具有较强的鲁棒性,能够达到预期的控制效果,可以实现对发酵系统进行有效控制。 展开更多

关键词 生物发酵 模糊神经网络 遗传算法

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雾霾对光伏阵列表面污染物粘附特性影响研究 被引量：2

6

作者 刘晓艳 景亮 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第10期126-130,共5页

为研究雾霾对光伏阵列表面污染物粘附特性的影响,通过积污试验测得雾霾环境下光伏阵列表面沉积的污染物中天然尘埃所占比重不足10%,"霾"中的有机气溶胶颗粒、黑炭、可溶盐及金属氧化物等含量占80%以上。采用激光粒度分析仪测... 为研究雾霾对光伏阵列表面污染物粘附特性的影响,通过积污试验测得雾霾环境下光伏阵列表面沉积的污染物中天然尘埃所占比重不足10%,"霾"中的有机气溶胶颗粒、黑炭、可溶盐及金属氧化物等含量占80%以上。采用激光粒度分析仪测得污染物颗粒中99%以上为粒径小于10μm的微颗粒污染物。在不考虑接触变形及外力作用下,建立污染物颗粒的粘附模型,计算得到毛细作用力、范德华力及静电吸附力的取值范围,通过Matlab仿真分析粘附力及合力与粒径间关系,仿真结果证明各粘附力均随颗粒半径的增大而增大,其中范德华力和毛细作用力呈线性增大趋势,合力作用中毛细作用力占比重较大,为光伏阵列表面除尘提供理论参考。 展开更多

关键词 光伏阵列 污染物 粘附建模 仿真 雾霾

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水果采摘机器人末端操作器定位装置的实现 被引量：2

7

作者 赵庆波 赵德安 申景凤 《农机化研究》 北大核心 2009年第2期162-164,195,共4页

针对采摘机器人末端操作器对目标果实的定位问题,提出了利用集成锁相环路解码器LM567与红外线光电开关相结合组成位置传感器的方法,实现对作业对象的精确定位。通过对传感器工作原理的分析和试验,验证了对作业对象进行定位的可行性。

关键词 水果采摘机器人 末端操作器 位置传感器 光电开关 集成锁相环路解码器

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基于Profibus-DP的火电厂烟气排放连续监测系统的设计 被引量：1

8

作者 史兵 马正华 《工矿自动化》 2010年第4期106-108,共3页

介绍了一种基于Profibus-DP总线协议的火电厂烟气排放连续监测系统的系统结构及软、硬件设计方案。实际应用表明,该系统实时性好、测量精度高、可靠性高、维护方便、成本较低,有效提高了电厂的经济效益。

关键词 火电厂 烟气排放 连续监测 远程监测 PROFIBUS-DP总线 工业以太网

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新型三平移并联机器人的模糊滑模控制

9

作者 尹鹏军 高国琴 +1 位作者 唐建中 陈歆 《机床与液压》 北大核心 2005年第8期160-161,164,共3页

针对以直流伺服电机驱动的少自由度并联机器人,采用了一种新型模糊滑模控制策略。该方法设计简单,系统的鲁棒性好。仿真结果表明该算法是可行的,具有很好的快速性和抗干扰能力,保证了闭环系统的渐进稳定,而且具有与自学习控制和自适应... 针对以直流伺服电机驱动的少自由度并联机器人,采用了一种新型模糊滑模控制策略。该方法设计简单,系统的鲁棒性好。仿真结果表明该算法是可行的,具有很好的快速性和抗干扰能力,保证了闭环系统的渐进稳定,而且具有与自学习控制和自适应控制类似的优点。 展开更多

关键词 并联机器人 滑模控制 模糊控制

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利用改进的YOLOv5s检测莲蓬成熟期 被引量：8

10

作者 范万鹏 刘孟楠 +3 位作者 马婕 刘国海 卢安舸 马秋成 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第18期183-191,共9页

为解决莲田环境下不同成熟期莲蓬的视觉感知问题,该研究提出了一种改进YOLOv5s的莲蓬成熟期检测方法。首先,通过在主干特征网络中引入BoT(bottleneck transformer)自注意力机制模块,构建融合整体与局部混合特征的映射结构,增强不同成熟... 为解决莲田环境下不同成熟期莲蓬的视觉感知问题,该研究提出了一种改进YOLOv5s的莲蓬成熟期检测方法。首先,通过在主干特征网络中引入BoT(bottleneck transformer)自注意力机制模块,构建融合整体与局部混合特征的映射结构,增强不同成熟期莲蓬的区分度;其次,采用高效交并比损失函数EIoU(efficient IoU)提高了边界框回归定位精度,提升模型的检测精度;再者,采用K-means++聚类算法优化初始锚框尺寸的计算方法,提高网络的收敛速度。试验结果表明,改进后YOLOv5s模型在测试集下的精确率P、召回率R、平均精度均值mAP分别为98.95%、97.00%、98.30%,平均检测时间为6.4ms,模型尺寸为13.4M。与YOLOv3、 YOLOv3-tiny、 YOLOv4-tiny、 YOLOv5s、YOLOv7检测模型对比,平均精度均值mAP分别提升0.2、1.8、1.5、0.5、0.9个百分点。基于建立的模型,该研究搭建了莲蓬成熟期视觉检测试验平台,将改进YOLOv5s模型部署在移动控制器Raspberry Pi 4B中,对4种距离范围下获取的莲蓬场景图像进行模型测试。结果表明:在4种距离范围下改进的YOLOv5s算法m AP值均优于YOLOv5与YOLOv3-tiny模型,最佳的检测距离范围是0.5~1.0m。基于改进YOLOv5s网络的莲蓬成熟期检测方法可以为莲蓬智能采摘装备的研制提供理论依据,并为其他逆重力生长果蔬的成熟期检测提供借鉴。 展开更多

关键词 图像处理 深度学习 莲蓬 YOLOv5s 成熟期检测 自注意力机制

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基于ARM-Linux的生物发酵智能控制系统 被引量：3

11

作者 陈小祝 齐东明 +1 位作者 陈照章 黄永红 《农机化研究》 北大核心 2009年第12期158-161,共4页

介绍了基于ARM-Linux的生物发酵智能控制系统。ARM9使用方便,有利于复杂系统的控制,同时在软件设计上采用了嵌入式Linux,方便了编程,缩短了软件的开发周期,提高了开发效率。针对生物发酵控制过程中的时变性、非线性、延时性和随机性等特... 介绍了基于ARM-Linux的生物发酵智能控制系统。ARM9使用方便,有利于复杂系统的控制,同时在软件设计上采用了嵌入式Linux,方便了编程,缩短了软件的开发周期,提高了开发效率。针对生物发酵控制过程中的时变性、非线性、延时性和随机性等特点,提出了采用基于遗传算法的模糊神经网络控制方法。该控制方法结合了遗传算法、模糊理论及神经网络的优点,在一定程度上解决了传统控制方法不易得到精确的数学模型和难于对系统进行有效控制的不足。实践表明:该系统具有较强的鲁棒性,能够达到预期的控制效果,可以实现对发酵系统进行有效的控制。 展开更多

关键词 生物发酵 模糊神经网络 遗传算法 ARM9 LINUX

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表贴式与内置式无轴承永磁同步电动机电磁特性对比 被引量：3

12

作者 罗帅 孙晓东 +1 位作者 杨泽斌 李可 《轴承》 北大核心 2017年第2期42-47,共6页

为探究不同转子结构对无轴承永磁同步电动机电磁特性的影响,对2台表贴式与内置式无轴承永磁同步电动机进行对比分析。2台无轴承永磁同步电动机的定子结构、绕组通入的电流、相位、永磁体产生的气隙磁密完全相同。建立了2台电动机的有限... 为探究不同转子结构对无轴承永磁同步电动机电磁特性的影响,对2台表贴式与内置式无轴承永磁同步电动机进行对比分析。2台无轴承永磁同步电动机的定子结构、绕组通入的电流、相位、永磁体产生的气隙磁密完全相同。建立了2台电动机的有限元模型,对比分析了永磁磁链、反电动势、电感、转矩以及悬浮力等静态电磁特性。有限元仿真结果表明:表贴式永磁同步电动机永磁体的用量较小,磁链谐波分量较少;内置式无轴承永磁电动机能够产生较大的电感、转矩与悬浮力。 展开更多

关键词 无轴承永磁同步电动机 表贴式 内置式 电磁特性 有限元分析

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模糊区间TOPSIS动车组塞拉门故障风险评估 被引量：3

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作者 马润 仇维斌 +1 位作者 秦云 欧红香 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期177-183,共7页

为提高动车组(EMU)塞拉门运行可靠度,采用模糊层次分析法(AHP),计算塞拉门7种主要故障模式和故障原因的权重大小;引入模糊理论,从故障发生率、维修费用和故障运营影响(晚点)3个风险指标,评价各故障原因的多属性风险指标并得到加权风险... 为提高动车组(EMU)塞拉门运行可靠度,采用模糊层次分析法(AHP),计算塞拉门7种主要故障模式和故障原因的权重大小;引入模糊理论,从故障发生率、维修费用和故障运营影响(晚点)3个风险指标,评价各故障原因的多属性风险指标并得到加权风险评价矩阵;使用模糊区间逼近理想排序法(TOPSIS)相对贴近度计算故障模式,最终得到风险评估结果。研究结果表明:计算结果与近2年的塞拉门现场维护保养记录相吻合,锁闭装置故障、限位开关故障、敏感边缘故障对动车组塞拉门运行可靠度具有较大的危害,需重点检修保养。 展开更多

关键词 模糊区间 逼近理想排序法(TOPSIS) 动车组(EMU) 塞拉门故障 风险评估 可靠性

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内置式无轴承永磁同步电动机电磁特性分析

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作者 罗帅 孙晓东 +2 位作者 周铸 杨泽斌 李可 《轴承》 北大核心 2017年第3期14-18,共5页

介绍了无轴承永磁同步电动机的悬浮原理,给出了一台转矩极对数为2、悬浮极对数为3的内置式无轴承永磁同步电动机样机的参数以及有限元模型,并对模型进行电磁特性分析。结果表明:磁链的3次谐波分量较高,交轴电感比直轴电感高很多,齿槽转... 介绍了无轴承永磁同步电动机的悬浮原理,给出了一台转矩极对数为2、悬浮极对数为3的内置式无轴承永磁同步电动机样机的参数以及有限元模型,并对模型进行电磁特性分析。结果表明:磁链的3次谐波分量较高,交轴电感比直轴电感高很多,齿槽转矩只会引起转矩脉动,悬浮力与根据Maxwell应力法建立的数学模型比较吻合。 展开更多

关键词 内置式无轴承永磁同步电动机 永磁磁链 电感 转矩 悬浮力 有限元分析

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