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[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
王树才 任奕林 文友先
禽蛋检测与分级智能机器人系统SIRDGE(system of intelligent robot detecting and grading eggs)包括场景图像的采集和摄像机的标定,图像处理和特征值的提取,机器人运动控制和轨迹规划,真空吸盘的单片机控制,敲击声音的处理与破损检测,彩色图像处理与内部品质检测等子系统。笔者对各子系统软件的算法进行了研究,采用VC++编程实现了其软件功能,对SIRDGE进行调试结果表明,SIRDGE性能稳定,运行正常。
关键词：
禽蛋 检测 分级 智能机器人 软件
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
张磊 王树才
针对当前禽蛋加工生产线中分段处置过程工序多、生产线长、累计破损率大、设备成本高等问题,采用一种基于机器视觉的Delta并联机器人,实现在生产线上将合格禽蛋捡拾到标准蛋盘并按照一定的顺序逐层整齐摆放的高速智能捡拾。通过基于视觉的动态禽蛋个体进行定位,确定不同搬运路径的智能轨迹规划,对实现智能捡拾的机器人控制程序进行设计并对禽蛋智能捡拾进行测试。结果表明,采用基于视觉的Delta并联机器人可以实现禽蛋智能捡拾和装盘工作目标,机器人运行速度达1 250 mm/s,捡拾效率为0.414 2~0.447 8枚/s,漏捡率小于3.33%。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
雷杏子 王树才 龚东军 涂本帅 何昱廷 李传珍
针对国内禽蛋制品加工过程中，散装蛋水中上料时筐装蛋搬运自动化程度低的问题，设计一种自动上料机器人的视觉定位方案。该方案采用YOLOv5s和图像处理相结合的方法，在复杂环境中对散装禽蛋筐进行定位识别。建立最佳分割阈值T与图像平均灰度值M之间的关系模型，使用动态阈值分割法对图像中的堆垛整体进行分割，通过堆垛最小外接矩形的长宽比区分2种筐装禽蛋堆垛类型，堆垛类型识别准确率为100%。使用YOLOv5s对堆垛顶层的单个蛋筐进行定位识别，模型识别精确率为98.48%，检测单幅图片用时为0.005 4 s。根据YOLOv5s输出的定位结果对图片进行裁剪，通过图像分割将蛋筐边框分割出来并用Canny算子检测其边缘信息，计算所有蛋筐旋转角度，平均角度误差为0.41°。结合蛋筐高度得出筐装禽蛋堆垛中所有蛋筐的位姿信息。试验结果表明，基于YOLOv5s和图像处理的筐装禽蛋定位方法可以准确识别出筐装禽蛋堆垛中所有蛋筐的位姿信息，该系统具有较好的鲁棒性和可行性，可为筐装禽蛋自动上料机器人提供视觉系统技术支持。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙江宏 何宇凡 王佳林 张奇梁
针对"机器人应用技术"和"工程建模分析与实践"等课程现场实验教学难以开展的问题,该文运用虚拟仿真技术搭建管道检测机器人虚拟仿真实验系统,模拟真实实验环境,实现机器人模型设计和管道实验设计等教学内容。经过实践证明,虚拟仿真实验教学不仅巩固了学生的理论知识,同时大大提高了学生的软件综合应用能力与自主创新意识。
关键词：
虚拟仿真 管道检测机器人 实验系统
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
王巧华 马逸霄 付丹丹
禽蛋品质检测是食品安全和消费者权益的重要保障措施,传统禽蛋品质检测主要依赖人工进行,存在工作强度大、效率低且准确率波动大等弊端。光谱检测技术具有快速、安全、无损等优点,近些年来在禽蛋内部品质检测领域发展迅速。本文基于禽蛋的新鲜度、蛋白含量、脂肪含量、血斑肉斑、受精信息、种蛋性别、胚蛋活性等内部品质指标检测的有关研究,概述了近红外光谱、可见-近红外光谱、高光谱成像及拉曼光谱等光谱检测技术在禽蛋内部品质无损检测中的研究进展,分析总结了光谱检测技术在禽蛋无损检测中的应用特点与难点,并展望了其未来发展趋势,以期为我国蛋品无损检测研究及行业质量安全监管提供参考。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
陈永灿 陈嘉杰 王皓冉 巩宇 冯跃 刘昭伟 祁宁春 刘梅 李永龙 谢辉
作为重大工程关键构筑物的引水隧洞具有洞线长、洞径大、高水压、围岩地质复杂等特点,长年运行会导致引水隧洞出现裂缝、塌方、露筋等典型缺陷,如不加以防范,将严重影响工程安全运行,传统人工检测存在周期长、安全风险高、漏检率高、获取信息量不足等问题.针对特大型水利水电工程中的大直径超长距离引水隧洞定期检测的重大需求,研发多功能“子母式”水下机器人系统,突破在水体浑浊、高水压、附着淤积、局部可达困难等复杂水下环境机器人的远程供电、协同作业、智能巡检、缺陷识别、安全评估等关键技术,完成引水隧洞结构安全分级与风险评价,实现水下机器人“巡、检、控、诊、用”全过程集成,并在南水北调东线工程、锦屏二级水电站等国家重大工程中示范验证.研究成果可显著提高检测效率,大幅降低巡检成本,提高经济效益,同时具有广阔的产业与应用前景,如促进人工智能学科和水利学科交叉融合、引导特殊环境机器人产业发展、提升我国相关领域技术及装备水平等.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王丹 杨江照 黄升松 杨嘉俊
为满足市场对直角机器人相关检测需求，该文研发了基于自诊模型的直角机器人闭环检测系统。首先调研已有检测标准和新需求，确定闭环检测系统的关键技术和目标，搭建基于知识库的自诊模型架构。然后在自诊模型中，分别引入故障树、功能列表和数学模型构建知识库管理系统；引入规则推理、功能验证和实时计算实现检测系统关键技术。最后通过搭建实验平台验证检测系统符合设计目标，能满足直角坐标类智能装备分析与检测的需求。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张晓芳
针对职业院校实践教学中多机器人生产线资金投入大、不易更新等问题,提出构建一种半实物半仿真多机器人工作站的方法,实现用较低投入建设工业机器人实训室。以汽车指示灯部件加工和检测为案例,在RobotStudio中通过PLC的Smart组件与SIMIT连接,通过Profinet实现PLC与实物机器人、虚拟机器人的通信。加工单元仿真机器人通过Smart组件和机器人信号逻辑配置完成机器人运行控制,检测单元采用实物机器人与欧姆龙相机通过以太网套接字形式进行图像采集和数据处理。在半实物基础上结合仿真,可灵活进行不同控制要求的生产线开发,进行多机器人协调控制及节拍优化,解决硬件资源短缺问题,提升学生实际编程调试能力。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
胡发焕 董增文 匡以顺
针对脐橙自动分级检测中存在正确识别率偏低、实时性不强的问题，提出一种综合特征提取方法：在对图像颜色模型进行转换后，用Ｈ分量图像提取脐橙的大小特征；Ｓ分量图像通过背景分割、边缘灰度补偿、整体亮度变换后提取脐橙的果面缺陷特征；采用Ｒ、Ｇ、Ｒ－Ｇ３个分量的均值和标准差提取脐橙的颜色特征。以脐橙的大小特征、果面缺陷特征和颜色特征为支持向量机（ＳｕｐｐｏＲｔ ｖｅｃｔｏＲ ｍａｃＨｉｎｅ，Ｓｖｍ）的试验输入向量，进行脐橙分级检测试验，以实现提高脐橙自动分级正确识别率和增强实时。试验结果表明：该Ｓｖｍ分类器对脐橙分级的正确识别率为９１．５％，处理时间为１６０ｍＳ，适合于实时环境下的分级检测。
关键词：
机器视觉 亮度补偿 支持向量机 脐橙
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
高云茜 邓三鹏
为实现草莓采摘机器人在温室中对草莓的快速、精确检测，该文提出一种yolov5-en算法。在原有yolov5基础上，首先对原始主干网络卷积操作并加入CBAM模块；其次，引入BiFPN模块进行多尺度特征融合；然后，使用直方图均化算法和Mosaic数据增强进行目标检测数据预处理；最后，优化K-means算法对训练数据集聚类分析，同时使用Focal loss损失函数构建yolov5-en目标检测网络。通过对比试验得出：与yolov5、Faster-RCNN ResNet101和Faster-RCNN VGG16模型相比，yolov5-en的mAP分别提升了3.41%、17.85%和14.40%，可达94.36%。通过采摘机器人模拟环境检测验证了该模型的可行性，且达到了应用水平，可为采摘机器人实时小目标检测提供支撑。
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
熊军林 赵铎
随着科技的发展，机械臂在越来越多的场合扮演着重要的角色。准确的抓取位置检测是整个机械臂系统顺利完成任务的关键要素。为此提出了一种以整个图片为输入直接输出结果的端到端实时检测方案。物体的抓取点位置会影响到该物体的抓取角度。基于此给出了一种两阶段预测方案将这两个要素分开预测。首先，建立一个卷积神经网络预测物体的抓取点位置。此后，以抓取点位置为中心采集原图像中的一个方形区域。针对这一区域利用Canny算法以及Hough变换做边缘提取和直线检测。并提出了一个主方向提取算法，分析得到的直线，进而确定物体的角度和抓取时平行夹持器张开的间距。抓取位置检测算法给出了基于RGB图像预测的较好准确率，神经网络与传统方法的结合使用也为以后的研究提供了参考。
[期刊] 物流技术
[作者]
章鹿华 胡涵清 徐占河 吕言国
针对电力行业智能仓储系统的实际应用情况，设计研发了一套机器人系统，重点研制了机器手专用卡具和三维视觉识别系统，解决了与上层系统的通信设计和与下层设备的控制设计等关键问题，实现了电能计量器具的智能化管理。该系统结构简单新颖，正式运行以来稳定可靠，对电力行业电能计量器具智能仓储系统的自动化水平和精益化管理具有重要意义。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
张铁中 魏剑涛
研究设计了蔬菜嫁接机器人的视觉系统。利用目标与背景颜色不同的特点实现了图像分割，并用图像形态学方法寻找到嫁接苗（瓠瓜）生长点的位置，获得了满意的结果。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
张铁中 魏剑涛
在图像分割和边缘检测的基础上，根据云南黑籽南瓜苗的几何形状特性，给出了用解析几何法寻找生长点位置的方法，这种方法计算速度快、鲁棒性好。认为可以用偏心率作为区分是瓠瓜苗还是南瓜苗的特征值，实验结果表明区分成功率可达到90％。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张继文 宋立滨 许君杰 石循磊 刘莉
为适应人类赛场环境,仿人足球机器人需能够识别未预先定义足球,此时足球不再具有固定的与场地鲜明对比的颜色,因而不能通过传统的单色块识别策略解决。该文将足球颜色划分为专有色和共有色两类,采用两轮颜色标记方法生成颜色查找表;在图像像素级联通分割获得色块的基础上,提出基于图连接关系的宏像素聚类算法,从而得到若干足球识别候选对象;再利用模糊逻辑方法中的隶属度函数从候选对象中获得最佳足球识别结果。实验表明在不具备高性能计算硬件平台的情况下,算法能够在存在大量干扰,远近距离大幅度变化的条件下准确识别出非预先定义的足球,避免与边线、机器人等对象的混淆,且达到每秒15帧的计算速率。该算法能够在严格受限的计算能力下达到高效的足球识别能力,从而为参赛机器人提供了一种崭新策略。
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