申请/专利权人：山东大学

申请日：2023-10-18

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117204200B

主分类号：A01D46/30

分类号：A01D46/30;A01D91/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2023.12.29#实质审查的生效;2023.12.12#公开

摘要：本公开提供了基于丝杠运动的名优茶单芽采摘装置及方法，涉及农业高端采摘装备技术领域，包括控制器、丝杠运动平台和吊装支架，所述丝杠运动平台包括X轴丝杠、Y轴丝杠以及Z轴丝杠，所述Y轴丝杠和Z轴丝杠分别与X轴丝杠滑动连接，每个轴丝杠上都设置步进电机，分别带动x轴丝杠沿着X轴做直线运动、Y轴丝杠沿着Y轴做直线运动以及Z轴丝杠沿着Z轴做直线运动，所述Z轴丝杠的底端设置机械采摘爪，所述机械采摘爪由舵机驱动，满足在选择性采摘茶芽过程中高精度的采摘需求。

主权项：1.基于丝杠运动的名优茶单芽采摘装置的采摘方法，其特征在于，包括：控制丝杠运动平台中的X轴丝杠、Y轴丝杠、Z轴丝杠在各自的工作范围内任意取值运动，记录各轴运动后基于X、Y、Z轴丝杠运动平台原点的三维坐标值及标定板中心位置的三维坐标值，重复做多组不同位置的运动；分别将多组基于X、Y、Z轴丝杠运动平台原点的三维坐标值及标定板中心位置的三维坐标值进行基于粒子群算法的手眼标定，获取手眼矩阵并获取位置参数限制值；选取任意标志点进行验证，用获取的手眼矩阵与标志点的三维坐标相乘，得到该标志点在XYZ轴丝杠运动平台坐标系下的坐标值后控制移动进行验证，标定完成，得到高精度的手眼矩阵后，保持深度相机与X、Y、Z轴丝杠运动平台位置不动，进行茶芽精准采摘；所述基于粒子群算法的手眼标定方法为：步骤1.开始种群基本定义；1.1设置空间维数、最大迭代次数，采集在X、Y、Z轴丝杠运动平台归位至零点时，测量得出深度相机坐标系到X、Y、Z轴丝杠运动平台坐标系的距离近似范围值，将深度相机坐标系变换为X、Y、Z轴丝杠运动平台坐标系后，分别按照将坐标系转换后的坐标顺序填入X轴、Y轴、Z轴方向的距离近似范围值，作为位置参数限制值；1.2设置速度限制、惯性权重、自我学习因子、群体学习因子，初始种群的位置，通过函数rand产生N行一列范围在1之内的随机数在初始种群的位置中，初始种群的速度，定义变量每个个体的历史最佳位置、种群的历史最佳位置、每个个体的历史最佳适应度、种群历史最佳适应度；1.3设置初始的迭代次数，记录器；步骤2.迭代更新开始；2.1算出个体当前适应度、对每一个个体做判断、如果每个个体的历史最佳适应度小于个体当前适应度、更新个体历史最佳适应度、更新个体历史最佳位置；2.2进行判断，种群历史最佳适应度小于个体里面最佳适应度的最大值，更新群体历史最佳适应度,取出最大适应度的值和所在行数即位置、更新群体历史最佳位置；步骤3.边界速度处理，如果速度大于边界速度，则把速度拉回边界，如果速度小于边界速度，则把速度拉回边界，最后进行位置更新；基于丝杠运动的名优茶单芽采摘装置包括：控制器、丝杠运动平台和吊装支架，所述丝杠运动平台包括X轴丝杠、Y轴丝杠以及Z轴丝杠，所述Y轴丝杠和Z轴丝杠分别与X轴丝杠滑动连接，每个轴丝杠上都设置步进电机，分别带动x轴丝杠沿着X轴做直线运动、Y轴丝杠沿着Y轴做直线运动以及Z轴丝杠沿着Z轴做直线运动，所述Z轴丝杠的底端设置机械采摘爪，所述机械采摘爪由舵机驱动。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东大学 基于丝杠运动的名优茶单芽采摘装置及方法

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