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21世纪以来,自动化技术飞跃发展,并已经渗入到农业的各项生产中,农业自动化和智能化越来越受到人们的关注。其中农业采摘机器人是典型的自动化和智能化的产物,成为全世界科研人员研究的热点之一。农业采摘机器人是一个复杂的综合性系统,采摘机构是其具备采摘功能的重要基础性部件。为此,本文研究设计了基于视觉伺服的农业机器人并联采摘机构,运用数字图像处理技术识别和定位目标,通过标定实验建立目标在图像中的位置与并联采摘机构运动控制量之间的关系,单片机接收到控制量后通过继电器模块驱动电动推杆,完成对并联采摘机构运动控制。主要研究内容如下:(1)设计了并联采摘机构机械本体,介绍并联机构的组成,进行了自由度分析和求取位置逆解,用Adams软件对其进行了运动学仿真。(2)成计了并联采摘机构的视觉系统和控制系统,采集了图像信息,并用OpenCV对图像进行图像处理,例如灰度化处理、阈值化处理、开闭运算处理等,消除背景干扰,识别出多个目标后选择面积最大的作为优先采摘的目标,在图像上求解该目标最小外切矩形四个顶点坐标,计算出目标质心的位置。(3)根据目标与采摘口在图像上的坐标,计算出两者之间的像素距离值,以及他们的连线与x轴的夹角,通过实验的方法,标定出距离值与采摘机构弯曲程度、夹角大小与弯曲方向之间的对应关系,总共设定了 6种方向角和4种弯曲角,分别用字符’a’到字符‘f’代表这6个弯曲方向,用字符’g’到字符‘j’代表这4种弯曲程度。(4)计算机作为上位机,单片机作为下位机,上位机计算的运动控制量用两个字符表示后,通过串口通信发送给下位机,在单片机程序中再对字符进行匹配,还原出需要的方向角和弯曲角。单片机根据采摘口运动方向角的值,给P1引脚赋予恰当的值,根据弯曲角的大小,确定向该方向运动时P1引脚需要保持的时间,从而通过继电器模块驱动并联采摘机构完成相应动作。(5)以棉花作为特定的一种采摘对象,对设计的基于视觉伺服的并联采摘机构进行了原理性实验,证明了采摘的可行性。