| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 英语缩略词 | 第18-19页 |
| 主要符号表 | 第19-20页 |
| 第一章 绪论 | 第20-34页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第20-21页 |
| 1.2 课题来源 | 第21页 |
| 1.3 修剪机器人国内外研究进展 | 第21-24页 |
| 1.3.1 国内研究现状 | 第21-23页 |
| 1.3.2 国外研究现状 | 第23-24页 |
| 1.4 面向农业机器人的图像识别研究进展 | 第24-28页 |
| 1.4.1 图像预处理 | 第24-25页 |
| 1.4.2 图像分割 | 第25-27页 |
| 1.4.3 图像特征提取 | 第27-28页 |
| 1.5 摄像机标定研究进展 | 第28-29页 |
| 1.6 农业机器人末端执行器研究进展 | 第29-32页 |
| 1.7 研究内容和技术路线 | 第32-34页 |
| 1.7.1 本文主要研究内容 | 第32-33页 |
| 1.7.2 技术路线 | 第33-34页 |
| 第二章 枇杷种植系统与枇杷剪枝机器人 | 第34-66页 |
| 2.1 引言 | 第34页 |
| 2.2 枇杷种植系统 | 第34-39页 |
| 2.2.1 枇杷传统种植方法 | 第34-36页 |
| 2.2.2 生产系统理论在枇杷种植过程中的应用 | 第36-37页 |
| 2.2.3. 枇杷剪枝机器人在枇杷种植系统中的地位 | 第37-39页 |
| 2.3 枇杷剪枝机器人的功能与关键技术 | 第39-41页 |
| 2.3.1 枇杷剪枝机器人的功能 | 第39页 |
| 2.3.2 枇杷剪枝机器人的关键技术 | 第39-41页 |
| 2.4 枇杷剪枝机器人的总体设计 | 第41-47页 |
| 2.4.1 作业环境与作业内容 | 第41-44页 |
| 2.4.2 机器人选型 | 第44-45页 |
| 2.4.3 总体设计方案 | 第45-46页 |
| 2.4.4 作业空间与主要参数 | 第46-47页 |
| 2.5 枇杷剪枝机器人运动学分析 | 第47-48页 |
| 2.6 枇杷剪枝机器人总体设计方案的数值模拟计算 | 第48-65页 |
| 2.6.1 枇杷剪枝机器人各部件的数值模拟计算 | 第48-54页 |
| 2.6.2 枇杷剪枝机器人整体数值模拟计算 | 第54-61页 |
| 2.6.3 枇杷剪枝机器人设计方案的模态分析 | 第61-65页 |
| 2.7 本章小结 | 第65-66页 |
| 第三章 枇杷枝条图像识别及框架提取 | 第66-91页 |
| 3.1 引言 | 第66页 |
| 3.2 枇杷枝条图像特征分析 | 第66-70页 |
| 3.2.1 枝条图像色差分析 | 第66-69页 |
| 3.2.2 枇杷枝条图像相关性分析 | 第69-70页 |
| 3.3 基于枇杷枝条连枝特征的图像识别 | 第70-82页 |
| 3.3.1 亮度及二值图像转换 | 第71-73页 |
| 3.3.2 图像分割 | 第73-74页 |
| 3.3.3 特征图像提取 | 第74-75页 |
| 3.3.4 噪音二次消除及枝条粗度的补偿处理 | 第75-76页 |
| 3.3.5 非合理间断图像的恢复 | 第76-77页 |
| 3.3.6 枇杷枝条中心坐标和直径的获取 | 第77-79页 |
| 3.3.7 方法验证 | 第79-82页 |
| 3.4 基于枇杷枝条边缘特征的图像识别 | 第82-88页 |
| 3.4.1 枝条图像的分割 | 第83-84页 |
| 3.4.2 噪音的消除和图像补偿处理 | 第84-85页 |
| 3.4.3 枝条图像中心点坐标的确定和直径的获取 | 第85-86页 |
| 3.4.4 方法验证 | 第86-88页 |
| 3.5 枝条识别方法的对比分析 | 第88-90页 |
| 3.5.1 图像处理过程的比较 | 第88页 |
| 3.5.2 图像处理时间的比较 | 第88-89页 |
| 3.5.3 正确识别率比较 | 第89-90页 |
| 3.6 本章小结 | 第90-91页 |
| 第四章 超广角摄像机标定和切削枝条的定位 | 第91-115页 |
| 4.1 引言 | 第91页 |
| 4.2 摄像机模型 | 第91-94页 |
| 4.2.1 小孔模型 | 第91-92页 |
| 4.2.2 摄像机内参数模型 | 第92-93页 |
| 4.2.3 摄像机外参数模型 | 第93-94页 |
| 4.3 超广角摄像机标定的理论推导 | 第94-102页 |
| 4.3.1 无畸变理想图像坐标的获取 | 第94-97页 |
| 4.3.2 光轴中心点图像坐标和畸变系数的求取 | 第97-99页 |
| 4.3.3 摄像机其它参数的求取 | 第99-102页 |
| 4.4 超广角摄像机标定实验研究 | 第102-107页 |
| 4.4.1 超广角摄像机标定设备 | 第102-103页 |
| 4.4.2 超广角摄像机标定过程 | 第103-104页 |
| 4.4.3 超广角摄像机标定实验结果 | 第104-107页 |
| 4.5 切削枝条的确定及定位 | 第107-111页 |
| 4.5.1 枇杷枝条直径的获取 | 第107-109页 |
| 4.5.2 切削枝条的确定及定位 | 第109-111页 |
| 4.5.3 切削点人工测量方法 | 第111页 |
| 4.6 切削枝条定位实验 | 第111-114页 |
| 4.7 本章小结 | 第114-115页 |
| 第五章 剪枝末端执行器的研制与剪枝实验研究 | 第115-142页 |
| 5.1 引言 | 第115页 |
| 5.2 剪枝末端执行器的功能 | 第115-116页 |
| 5.3 剪枝末端执行器设计 | 第116-121页 |
| 5.3.1 设计要求 | 第116页 |
| 5.3.2 设计方案 | 第116-119页 |
| 5.3.3 传动机构设计 | 第119-121页 |
| 5.4 剪枝末端执行器受力分析 | 第121-126页 |
| 5.4.1 枝条夹持力分析 | 第121-122页 |
| 5.4.2 枝条输送力分析 | 第122-123页 |
| 5.4.3 进给力分析 | 第123-124页 |
| 5.4.4 进给速度分析 | 第124-126页 |
| 5.5 切削实验研究 | 第126-134页 |
| 5.5.1 实验条件 | 第126-127页 |
| 5.5.2 刀具的选择 | 第127-128页 |
| 5.5.3 切削速度的选择 | 第128-129页 |
| 5.5.4 进给速度的选择 | 第129-134页 |
| 5.6 枇杷剪枝实验研究 | 第134-141页 |
| 5.6.1 实验条件 | 第134-135页 |
| 5.6.2 图像扫描 | 第135页 |
| 5.6.3 摄像机标定及图像处理 | 第135-139页 |
| 5.6.4 切削枝条的确定及定位 | 第139-140页 |
| 5.6.5 实验结果 | 第140-141页 |
| 5.7 本章小结 | 第141-142页 |
| 结论 | 第142-145页 |
| 参考文献 | 第145-156页 |
| 附录1 转臂、立柱和移动平台等效云图 | 第156-158页 |
| 附录2 枇杷剪枝机器人装配体模型等效云图 | 第158-163页 |
| 附录3 枇杷剪枝机器人模态振型等效云图 | 第163-168页 |
| 附录4 图像处理获得的枝条中心轴图像 | 第168-170页 |
| 附录5 摄像机标定程序代码 | 第170-176页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第176-178页 |
| 致谢 | 第178-179页 |
| 附表 | 第179页 |