《机器人导论》课程设计报告

《机器人导论》课程设计报告

专业：物联网工程

班级：18-1

学号：180*******

姓名：******

指导老师：**********

完成时间：2020年5 月31 日

摘要

农产品行业机械化，自动化一直是人们关注的焦点。许多果农都希望有一种机器人的能替自己完成水果的采摘。现阶段我国的绝大部分水果采摘都由人工实现，劳动强度大，且劳动工资较高。水果不及时的采摘不仅会，错过水果最佳的上市时间难以抢占市场，还会导致水果损坏在果树上造成较大的经济损失。特别是对于草莓行业的发展，草莓的采摘时间比较短，比较容易坏且人工采摘的效率比较低下。接下来和大家讲一下草莓采摘机器人。

草莓采摘机器人的是一个集环境感知、行为控制、水果识别等功能于一体的总和系统。水果采摘机器人的一个很关键的技术，就是机器识别，这关系到水过准确采摘而不损坏水果本身。本文将以水果采摘机器人为研究对象，对水果采摘机器人进行分析、研究和设计，并着重分析机器视觉在草莓机器人中的运用。

关键词草莓采摘机器人机器视觉

Abstract

Mechanization and automation of agricultural products industry have always been the focus of attention. Many fruit farmers hope to have a robot to pick fruit for themselves. At present, most fruit picking in our country is realized manually, with high labor intensity and high labor wage. It is not only difficult to seize the market if the fruit is not picked in time, but also cause the fruit damage and great economic loss. Especially for the development of strawberry industry, the picking time of strawberry is relatively short, it is easy to be damaged and the efficiency of manual picking is relatively low. Let's talk about the strawberry picking robot. Strawberry picking robot is a total system which integrates environmental perception, behavior control, fruit recognition and other functions. One of the key technologies of fruit picking robot is machine recognition, which is related to accurate picking without damaging the fruit itself. This paper will take fruit picking robot as the research object, analyze, research and design fruit picking robot, and focus on the application of machine vision in strawberry robot

Keywords：Strawberry picking robot machine vision

目录

摘要 ............................................................................................................................. 错误!未定义书签。Abstract........................................................................................................................................................... I I 第一章绪论 (1)

1.1 开发的背景与意义 (1)

1.2 现状与发展趋势 (2)

1.3本章小结 (2)

第二章系统开发工具与关键技术 (3)

2.1 开发工具 (3)

2.2 关键技术 (3)

2.3 本章小结 (3)

第三章需求与可行性分析 (44)

3.1 需求分析 (4)

3.2 可行性分析 (5)

3.3 本章小结 (5)

第四章设计思路与实现 (6)

4.1 总体设计思路 (6)

4.2 硬件的实现 (6)

4.3机器视觉的实现 (7)

4.4 本章小结 (7)

总结与展望 (8)

致谢 (9)

参考文献 (10)

第一章绪论

本章首先介绍草莓采摘机器人的发展背景和意义，然后简述现阶段草莓采摘机器人存在的问题，最后简述相关的草莓采摘的发展趋势。

1.1 系统开发的背景与意义

（1）背景

首先，很多人都爱吃美味且营养的草莓。草莓在许多地方种植范围比较广泛，种植面积也比较大，随着草莓种植的推广，国内种植草莓的面积迅猛增加，因此人工采摘需要非常多的劳动力，,成本非常高、耗费时间也长、并且质量难以保证, 而收获草莓的劳动力相对不足，工作人员会产生疲劳。传统的采摘存在着许多缺点。严重阻碍了草莓种植业的发展，很难适应规模化种植发展的需要,因此草莓自动化采摘是一个急需解决的问题。

（2）意义

研发采摘机器人辅助或者代替人工采摘是解决草莓人力采摘劳动强度大效率低，以及成本高等问题的重要途径。我国是草莓种植和消费大国，有着相对规范的栽培模式和作业环境，因此，为自动化采摘提供了有利的条件。如果推动草莓采摘机器人的应用，可节省许多人力，降低人们劳动的强度，大发大提高了工作效率，从而更加保证了采摘水果的质量。推动草莓种植业的发展，从而推动了我国农业的发展。[1]

草莓采摘机器人以及一些农业机器人的出现，将会彻底改变瓜果采摘完全依靠手工的落后现状，以草莓为例，目前人们只是凭借肉眼和经验判断草莓是不是成熟了。这样采摘下来的草莓，有一些还没完全成熟，而有一些会熟透了也不利于存储。草莓采摘机器人，有一双比人眼睛亮许多倍的眼睛，这双眼睛，就是机器人的视觉系统，用来扫描草莓的摄像机。视觉系统对草莓颜色大小等成熟的判断标准做出判断，而传感器负责测出草莓发出的香气，香气越浓，草莓就越成熟。等这一系列程序都完成之后，机器人就伸出它的抓臂，将草莓采摘下来。紧接着，抓臂就把草莓运送到输送机上称出重量，贴上标签，草莓的采摘也就完成了。草莓采摘机器人的出现，很大程度上减少了劳动力，促进了草莓种植规模化发展。