| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-18页 |
| 1.1 课题的背景及研究意义 | 第11-12页 |
| 1.2 采摘机器人研究现状 | 第12-14页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第12-13页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3 机器人避障规划研究现状 | 第14-16页 |
| 1.3.1 国外研究现状 | 第15-16页 |
| 1.3.2 国内研究现状 | 第16页 |
| 1.4 研究目标及主要研究内容 | 第16-18页 |
| 1.4.1 研究目标 | 第16页 |
| 1.4.2 课题研究内容 | 第16-18页 |
| 第2章 采摘机械臂的构型设计和运动学分析 | 第18-30页 |
| 2.1 苹果树的种植栽培方式 | 第18页 |
| 2.2 采摘机器人构型选择 | 第18-21页 |
| 2.3 机械臂尺寸综合 | 第21-24页 |
| 2.3.1 基于苹果分布的CAD参数模拟 | 第21页 |
| 2.3.2 图解法确定连杆参数 | 第21-23页 |
| 2.3.3 基于Matlab进行解的优化 | 第23-24页 |
| 2.4 采摘机械臂的运动学描述 | 第24-25页 |
| 2.5 机器臂运动学求解 | 第25-29页 |
| 2.5.1 机械臂运动学正解 | 第26-27页 |
| 2.5.2 机械臂运动学逆解 | 第27-29页 |
| 2.6 本章小结 | 第29-30页 |
| 第3章 采摘机械臂路径规划研究 | 第30-45页 |
| 3.1 构型空间 | 第30-31页 |
| 3.2 传统采样算法 | 第31-36页 |
| 3.2.1 概率地图(Probabilistic Roadmap Method,PRM)算法 | 第31-32页 |
| 3.2.2 快速扩展随机树(rapidly-exploring random tree,RRT)算法 | 第32-34页 |
| 3.2.3 双向RRT算法(RRT-connect) | 第34-36页 |
| 3.3 改进的RRT-connect算法 | 第36-39页 |
| 3.3.1 改进的RRT-connect算法原理 | 第36-37页 |
| 3.3.2 节点扩张策略 | 第37-38页 |
| 3.3.3 基于改进算法的路径优化 | 第38-39页 |
| 3.4 算法比较 | 第39-41页 |
| 3.5 频率因素 | 第41-42页 |
| 3.6 采摘环境下改进算法仿真 | 第42-44页 |
| 3.6.1 八叉树算法搭建环境模型 | 第42-43页 |
| 3.6.2 八叉树模型下的改进RRT-connect算法仿真 | 第43-44页 |
| 3.7 本章小结 | 第44-45页 |
| 第4章 采摘机械臂轨迹规划研究 | 第45-63页 |
| 4.1 笛卡尔坐标系下轨迹规划 | 第45-50页 |
| 4.1.1 空间直线轨迹规划 | 第45-47页 |
| 4.1.2 空间圆弧轨迹规划 | 第47-50页 |
| 4.2 关节空间下轨迹规划 | 第50-54页 |
| 4.2.1 三次多项式插值法轨迹规划 | 第51-52页 |
| 4.2.2 五次多项式插值法轨迹规划 | 第52-54页 |
| 4.3 带有圆弧过渡的直线插补轨迹规划 | 第54-55页 |
| 4.4 速度规划曲线 | 第55-59页 |
| 4.4.1 梯形速度规划曲线 | 第55-56页 |
| 4.4.2 正弦速度规划曲线 | 第56-57页 |
| 4.4.3 S型速度规划曲线 | 第57-59页 |
| 4.5 分步式关节空间轨迹规划 | 第59-62页 |
| 4.6 本章小结 | 第62-63页 |
| 第5章 仿真验证及采摘实验 | 第63-78页 |
| 5.1 机械臂正反解的验证 | 第63-67页 |
| 5.1.1 正解验证 | 第63-65页 |
| 5.1.2 反解验证 | 第65-67页 |
| 5.2 轨迹规划仿真 | 第67-68页 |
| 5.3 碰撞检测 | 第68-74页 |
| 5.3.1 常见检测方法 | 第69-71页 |
| 5.3.2 模型简化 | 第71-73页 |
| 5.3.3 机械臂与障碍物的碰撞检测 | 第73-74页 |
| 5.4 采摘顺序规划研究 | 第74-75页 |
| 5.5 采摘实验及分析 | 第75-77页 |
| 5.5.1 末端位姿的确定 | 第75页 |
| 5.5.2 采摘过程及实验分析 | 第75-77页 |
| 5.6 本章小结 | 第77-78页 |
| 结论 | 第78-80页 |
| 参考文献 | 第80-85页 |
| 附录1 末端位姿矩阵表达式 | 第85-86页 |
| 附录2 工作空间的计算 | 第86-88页 |
| 附录3 枝干部分点云数据 | 第88-90页 |
| 附录4 反解值 | 第90-91页 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 | 第91-92页 |
| 致谢 | 第92页 |
