基于VR场景设计的采摘机器人协同作业分析.pdf

基 于 V R 场 景 设 计 的 采 摘 机 器 人 协 同 作 业 分 析 成 艳 真 济 源 职 业 技 术 学 院 河 南 济 源 4 5 9 0 0 0 摘 要 以 进 一 步 提 高 采 摘 机 器 人 协 同 作 业 的 可 视 性 与 效 率 为 目 标 将 V R 设 计 理 念 与 采 摘 机 器 结 合 针 对 V R 场 景 下 采 摘 机 器 人 协 同 作 业 展 开 研 究 通 过 考 虑 环 境 信 息 植 物 成 像 动 态 交 互 功 能 等 基 础 条 件 以 采 摘 机 器 人 各 部 件 作 业 运 动 机 理 为 依 据 搭 建 采 摘 机 器 人 V R 场 景 将 采 摘 系 统 划 分 为 多 个 子 系 统 进 行 采 摘 作 业 的 动 作 实 现 与 路 径 调 整 在 数 据 模 型 知 识 等 多 部 件 协 同 控 制 支 撑 下 进 行 V R 场 景 采 摘 作 业 试 验 结 果 表 明 经 系 统 协 同 感 知 与 核 心 算 法 控 制 采 摘 机 器 人 各 部 件 在 自 由 度 协 调 对 象 及 位 置 闭 环 调 控 条 件 下 得 到 理 论 计 算 定 位 与 实 际 仿 真 误 差 控 制 在 0 8 m m 范 围 内 机 器 人 协 同 采 摘 的 作 业 耗 时 最 短 为 1 8 9 s 平 均 耗 时 为 2 0 6 s 采 摘 成 功 率 可 达 到 9 6 8 设 计 可 行 V R 场 景 设 计 下 的 采 摘 机 器 人 整 体 协 同 作 业 分 析 保 证 了 采 摘 机 器 人 作 业 的 柔 韧 度 与 协 调 性 对 于 采 摘 机 器 人 部 件 结 构 改 善 及 类 似 农 机 化 设 备 的 可 视 化 开 发 具 有 很 好 的 参 考 价 值 关 键 词 采 摘 机 器 人 协 同 作 业 V R 设 计 闭 环 调 控 中 图 分 类 号 S 2 2 5 S 1 2 6 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 1 0 0 3 1 8 8 X 2 0 2 0 1 2 0 1 9 4 0 6 0 引 言 随 着 智 能 采 摘 技 术 的 不 断 推 进 多 元 化 信 息 水 平 向 多 行 业 发 展 我 国 的 采 摘 机 器 人 作 业 水 平 得 到 明 显 提 升 虚 拟 现 实 V R 作 为 一 种 超 高 速 计 算 图 像 技 术 已 在 航 空 军 事 控 制 领 域 得 到 广 泛 应 用 经 查 阅 文 献 了 解 到 将 现 实 采 摘 机 器 人 的 动 作 执 行 借 助 于 计 算 机 处 理 科 学 创 建 逼 真 采 摘 作 业 场 景 有 利 于 对 采 摘 机 器 人 作 业 动 作 进 行 实 时 监 测 与 控 制 笔 者 拟 通 过 三 维 渲 染 可 视 系 统 平 台 从 采 摘 运 作 机 理 角 度 包 括 路 径 规 划 避 障 识 别 与 定 位 处 理 等 环 节 对 采 摘 机 器 人 的 系 列 协 同 作 业 展 开 研 究 1 采 摘 机 器 人 作 业 机 理 智 能 化 采 摘 机 器 人 作 业 的 核 心 在 于 准 确 地 识 别 与 定 位 目 标 信 息 图 1 为 果 蔬 采 摘 机 器 人 作 业 场 景 其 各 部 件 的 协 调 性 采 摘 动 作 实 现 了 果 蔬 自 动 采 摘 与 摆 放 作 业 机 理 经 图 像 识 别 精 确 传 感 装 置 捕 获 采 摘 目 标 及 周 边 采 摘 环 境 通 过 内 部 控 制 程 序 指 令 到 达 采 摘 机 械 臂 执 行 部 件 完 成 1 次 采 摘 动 作 表 1 为 基 于 V R 场 景 设 计 的 采 摘 机 器 人 主 要 零 部 件 构 成 通 过 收 稿 日 期 2 0 1 9 0 6 1 0 基 金 项 目 河 南 省 社 会 科 学 界 联 合 会 和 河 南 省 经 济 学 联 合 会 项 目 S K L 2 0 1 6 1 7 8 5 河 南 省 教 育 厅 课 题 豫 教 2 0 1 7 0 6 0 5 4 作 者 简 介 成 艳 真 1 9 7 0 女 山 西 晋 城 人 讲 师 E m a i l c a i 5 8 3 1 7 3 9 y u e d o n g 1 6 3 c o m 人 机 交 互 设 备 V R 装 备 I nt e r ne t 网 络 等 进 行 科 学 可 行 的 采 摘 控 制 模 型 创 建 多 信 息 传 感 装 置 的 组 合 参 数 有 效 检 测 反 馈 采 摘 部 件 之 间 的 协 调 配 合 等 成 为 采 摘 成 功 率 的 重 要 保 证 图 1 果 蔬 采 摘 机 器 人 作 业 场 景 图 F i g 1 S c e n e d i a g r a m o f f r u i t a n d v e g e t a b l e p i c k i n g r o b o t o p e r a t i o n 表 1 V R 设 计 下 的 采 摘 机 器 人 主 要 零 部 件 构 成 T a b l e 1 O p e r a t i o n m a i n p a r t s c o m p o s i t i o n o f t h e p i c k i n g r o b o t u n d e r V R d e s i g n 序 号 部 件 名 称 系 统 归 属 模 块 1 人 机 交 互 设 备 协 同 模 块 2 V R 装 备 显 示 模 块 3 I n t e r n e t 网 络 通 讯 模 块 4 传 感 器 装 置 5 图 像 显 示 信 号 控 制 模 块 4 9 1 2 0 2 0 年 1 2 月 农 机 化 研 究 第 1 2 期 续 表 1 序 号 部 件 名 称 系 统 归 属 模 块 6 采 摘 机 械 臂 执 行 模 型 7 参 数 检 测 反 馈 数 据 处 理 模 块 8 人 机 接 口 系 统 接 口 模 块 2 基 于 V R 的 采 摘 机 器 人 设 计 2 1 V R 场 景 搭 建 进 行 采 摘 机 器 人 V R 场 景 搭 建 考 虑 环 境 信 息 植 物 成 像 及 动 态 交 互 功 能 实 现 有 效 形 成 采 摘 作 业 机 理 如 图 2 所 示 首 先 经 采 摘 系 统 主 控 端 构 成 感 官 重 构 然 后 经 环 境 建 模 力 渲 染 等 传 递 至 交 互 通 讯 模 块 到 达 采 摘 机 器 人 从 控 端 实 现 采 摘 与 控 制 图 2 基 于 V R 场 景 设 计 的 采 摘 机 器 人 作 业 机 理 组 成 F i g 2 O p e r a t i n g m e c h a n i s m c o m p o s i t i o n o f p i c k i n g r o b o t b a s e d o n V R s c e n e d e s i g n 表 2 V R 场 景 下 进 行 协 同 采 摘 主 要 算 法 参 数 设 置 T a b l e 2 P a r a m e t e r s e t t i n g s o f m a i n a l g o r i t h m s f o r c o l l a b o r a t i v e p i c k i n g i n V R s c e n e s 序 号 参 数 名 称 参 数 代 码 功 能 实 现 1 脚 本 S c r i p t 根 代 码 赋 予 图 像 识 别 2 样 条 对 比 S p l i n e P a r e n t 路 径 曲 线 计 算 接 口 3 持 续 时 间 D u r a t i o n 协 同 采 摘 持 续 时 间 4 线 段 数 L i n e C o u n t 线 条 的 分 段 数 目 5 临 时 位 置 T e m p 临 时 物 体 位 置 及 视 角 6 采 摘 速 度 M o v e S p e e d 协 同 采 摘 移 动 速 度 2 2 协 同 机 理 分 析 在 可 视 化 的 智 能 决 策 下 协 同 战 略 思 维 应 用 于 采 摘 机 器 人 各 部 件 必 须 准 确 建 立 协 同 系 统 间 的 控 制 关 系 与 动 作 实 现 包 含 顺 序 同 步 与 自 由 3 种 形 式 本 文 采 用 同 步 控 制 自 适 应 目 标 下 的 采 摘 部 件 运 动 将 采 摘 系 统 划 分 为 多 个 子 系 统 进 行 采 摘 作 业 的 动 作 实 现 与 路 径 调 整 如 图 3 所 示 图 3 采 摘 系 统 协 同 作 业 控 制 结 构 简 图 F i g 3 S t r u c t u r e s k e t c h o f c o l l a b o r a t i v e o p e r a t i o n c o n t r o l i n t h e p i c k i n g s y s t e m 针 对 V R 场 景 的 采 摘 机 器 人 协 同 作 业 进 一 步 设 置 采 摘 主 要 算 法 参 数 见 表 2 场 景 图 像 内 部 进 行 细 化 处 理 H e r m i t e 算 法 应 用 于 样 条 的 对 比 及 线 段 的 分 割 以 保 证 离 散 化 帧 定 位 精 度 基 于 此 算 法 进 行 参 数 设 置 实 现 采 摘 模 型 设 计 2 3 采 摘 控 制 设 计 对 采 摘 机 器 人 动 作 模 型 进 行 设 计 对 V R 场 景 的 待 采 摘 对 象 识 别 利 用 K m e a ns 算 法 进 行 像 素 噪 声 滤 波 处 理 区 分 出 采 摘 对 象 枝 叶 与 果 实 各 部 件 自 由 度 协 调 考 虑 力 反 馈 的 柔 度 避 障 处 理 能 力 体 现 在 执 行 件 协 同 作 业 信 号 接 口 函 数 的 运 用 见 表 3 设 定 足 够 快 的 C P U 运 算 处 理 速 度 对 场 景 下 监 测 到 的 对 象 位 置 与 角 度 做 到 闭 环 调 控 对 障 碍 物 及 时 反 馈 表 3 基 于 V R 的 采 摘 机 器 人 进 行 协 同 作 业 主 要 接 口 函 数 T a b l e 3 M a i n i n t e r f a c e f u n c t i o n s o f t h e c o l l a b o r a t i v e o p e r a t i o n o f p i c k i n g r o b o t b a s e d o n V R 序 号 函 数 名 称 主 要 功 能 实 现 1 A P I 编 程 对 接 2 i n i t 参 数 初 始 化 5 9 1 2 0 2 0 年 1 2 月 农 机 化 研 究 第 1 2 期 续 表 3 序 号 函 数 名 称 主 要 功 能 实 现 3 G e t P o s i t i o n 采 摘 位 置 获 取 4 S e t T o o l F o r c e 采 摘 力 设 置 5 i s B u t t o n D o w n 协 同 状 态 输 出 针 对 采 摘 控 制 核 心 环 节 给 出 V R 场 景 下 采 摘 机 器 人 目 标 识 别 算 法 执 行 过 程 如 图 4 所 示 经 图 像 场 景 梯 度 原 理 划 分 对 采 摘 域 与 附 加 域 逐 一 分 割 提 取 获 取 相 应 的 目 标 值 及 采 摘 区 域 图 4 V R 场 景 下 采 摘 机 器 人 目 标 识 别 与 算 法 核 心 流 程 简 图 F i g 4 C o r e f l o w d i a g r a m o f t a r g e t r e c o g n i t i o n a n d a l g o r i t h m o f t h e p i c k i n g r o b o t i n V R s c e n e 采 摘 机 器 人 协 同 部 件 轨 迹 规 划 与 控 制 结 构 如 图 5 所 示 建 立 采 摘 机 器 人 位 姿 坐 标 系 并 将 采 摘 部 件 的 采 摘 关 节 角 度 动 态 微 观 变 化 作 为 监 控 空 间 位 姿 的 核 心 参 数 之 一 经 控 制 指 令 实 现 采 摘 机 器 人 运 动 部 件 的 路 径 优 化 与 高 效 化 避 障 作 业 图 5 采 摘 机 器 人 协 同 部 件 轨 迹 规 划 与 控 制 结 构 简 图 F i g 5 S t r u c t u r e d i a g r a m o f t h e t r a j e c t o r y p l a n n i n g a n d c o n t r o l o f c o l l a b o r a t i v e p a r t s o f t h e p i c k i n g r o b o t 依 据 采 摘 模 型 算 法 及 轨 迹 控 制 机 理 采 摘 协 同 作 业 在 V R 场 景 下 的 运 动 控 制 精 准 度 输 入 bo o l D i s pl a y P i c ki ng R o bo t 程 序 核 心 代 码 如 下 v s N o de m y N o de i f m y N o de m c a i z h a i z u D o f s e t R o t a t e H i 4 t r ue e l s e pr i nt f no c a i z ha i D O F no de v o i d m y A pp o nK e y I nput 6 9 1 2 0 2 0 年 1 2 月 农 机 化 研 究 第 1 2 期 V R W i n do w K e y k e y i nt m o d c a s e V R W i nd o w K E Y z i f D e m o T y p e 1 P i c ki ng R o bo t S t a r t t r ue P i c ki ng M o v e St a r t t r ue c a s e V R W i nd o w K E Y x i f D e m o T y p e 1 P i c ki ng R o bo t S t a r t f a l s e P i c ki ng M o v e St a r t f a l s e 由 此 调 用 函 数 D i s pl a y P i c ki n g R o bo t 与 D i s pl a y P i c k i n g M o v e 依 照 预 设 采 摘 轨 迹 运 作 3 V R 场 景 采 摘 协 同 作 业 试 验 3 1 条 件 设 置 进 行 基 于 V R 场 景 设 计 的 采 摘 机 器 人 部 件 协 同 作 业 试 验 选 择 悬 挂 葡 萄 为 研 究 对 象 设 置 同 等 的 周 边 采 摘 作 业 场 景 采 摘 机 器 人 各 运 动 执 行 部 件 进 行 采 摘 定 位 夹 持 托 扶 剪 切 等 关 键 动 作 依 照 图 6 所 示 的 流 程 通 过 C S 远 程 与 服 务 器 通 讯 模 块 的 结 合 针 对 关 键 参 数 进 行 采 集 处 理 与 状 态 显 示 以 点 对 点 传 输 为 通 讯 路 径 经 执 行 决 策 判 定 后 传 输 至 采 摘 机 器 人 的 各 采 摘 部 件 形 成 协 同 精 准 化 采 摘 作 业 仿 真 同 时 设 置 一 致 性 前 提 条 件 为 采 摘 作 业 V R 场 景 保 持 一 致 性 采 摘 图 像 提 取 距 离 信 息 保 持 相 等 性 采 摘 协 同 控 制 算 法 保 持 相 同 性 等 3 2 过 程 分 析 通 过 采 摘 机 器 人 在 作 业 场 景 中 的 自 适 应 定 位 与 环 境 感 知 等 信 息 传 输 以 及 各 通 讯 模 块 协 同 决 策 模 块 与 动 作 执 行 模 块 的 有 机 融 合 截 取 采 摘 机 器 执 行 试 验 协 同 作 业 的 动 作 画 面 如 图 7 所 示 由 图 7 可 知 该 协 同 作 业 试 验 能 够 在 不 同 的 决 策 指 令 下 实 现 动 作 输 出 较 好 地 完 成 路 径 规 划 和 避 障 处 理 设 计 可 行 经 数 据 记 录 与 处 理 得 到 基 于 V R 场 景 设 计 的 采 摘 机 器 人 协 同 监 控 关 键 衡 量 指 标 统 计 结 果 如 表 4 所 示 将 计 算 坐 标 与 V R 协 同 采 摘 坐 标 记 录 对 比 可 知 整 体 定 位 误 差 在 0 8 m m 范 围 内 协 同 采 摘 作 业 的 平 均 耗 时 可 控 制 在 2 2 5 s 以 下 采 摘 成 功 率 为 9 4 5 以 上 各 控 制 指 标 符 合 作 业 要 求 且 采 摘 动 作 协 调 试 验 可 行 图 6 基 于 V R 场 景 的 采 摘 机 器 人 系 统 协 同 通 讯 框 架 简 图 F i g 6 S k e t c h d i a g r a m o f c o o p e r a t i v e c o m m u n i c a t i o n f r a m e w o r k o f p i c k i n g r o b o t s y s t e m b a s e d o n V R s c e n e 图 7 基 于 V R 场 景 设 计 的 采 摘 试 验 协 同 作 业 简 图 F i g 7 P i c k i n g e x p e r i m e n t c o l l a b o r a t i v e o p e r a t i o n s k e t c h b a s e d o n V R s c e n a r i o d e s i g n 7 9 1 2 0 2 0 年 1 2 月 农 机 化 研 究 第 1 2 期 表 4 基 于 V R 场 景 设 计 的 采 摘 机 器 人 协 同 作 业 试 验 数 据 统 计 T a b l e 4 D a t a s t a t i s t i c s o f c o o p e r a t i v e o p e r a t i o n e x p e r i m e n t o f p i c k i n g r o b o t b a s e d o n V R s c e n e d e s i g n 序 号 采 摘 计 算 坐 标 m m V R 协 同 采 摘 位 置 m m 定 位 误 差 m m 平 均 耗 时 s 采 摘 成 功 率 1 4 1 8 1 6 8 2 5 5 4 2 1 1 7 2 2 6 3 3 4 8 2 0 5 9 5 1 2 4 2 5 1 8 0 2 6 1 4 1 9 1 8 8 2 5 7 6 8 4 2 1 8 9 6 8 3 4 3 2 1 8 4 2 7 3 4 3 7 1 8 8 2 7 9 5 4 6 1 9 8 9 4 6 4 4 2 0 1 7 5 2 4 3 4 1 7 1 8 1 2 5 0 3 6 7 2 0 1 9 4 8 5 4 4 0 1 9 1 2 8 5 4 4 7 1 9 6 2 7 7 7 5 8 1 8 9 9 5 3 6 4 2 8 1 7 6 2 5 4 4 3 4 1 8 2 2 4 7 6 6 7 2 2 5 9 5 1 4 结 论 1 在 充 分 理 解 采 摘 机 器 人 作 业 功 能 要 求 及 V R 设 计 理 念 的 基 础 上 搭 建 V R 场 景 采 摘 作 业 平 台 以 协 同 控 制 为 主 线 设 计 该 场 景 下 的 采 摘 机 器 人 系 统 2 仿 真 试 验 表 明 理 论 计 算 定 位 与 实 际 仿 真 误 差 小 于 8 m m 机 器 人 协 同 采 摘 的 作 业 耗 时 平 均 维 持 在 2 06 s 成 功 率 符 合 作 业 要 求 最 大 可 达 到 9 6 8 设 计 可 行 3 通 过 采 摘 对 象 及 周 边 场 景 图 像 获 取 处 理 多 功 能 传 感 器 技 术 的 有 效 融 合 最 大 限 度 设 计 出 布 局 结 构 紧 凑 的 V R 采 摘 场 景 确 保 采 摘 部 件 的 柔 韧 度 与 协 同 性 在 预 设 采 摘 路 径 程 序 规 划 下 模 拟 自 适 应 避 障 采 摘 动 作 实 现 成 功 采 摘 可 为 类 似 农 机 化 设 备 的 开 发 与 优 化 提 供 一 定 思 路 参 考 文 献 1 李 敏 V R 技 术 在 采 摘 机 器 人 仿 真 系 统 中 的 应 用 研 究 J 农 机 化 研 究 2 0 1 9 4 1 5 1 9 7 2 0 1 2 王 玉 晶 基 于 虚 拟 现 实 技 术 的 马 铃 薯 收 获 机 的 运 动 仿 真 J 农 业 技 术 与 装 备 2 0 1 5 6 4 6 9 3 王 迎 迎 尹 文 庆 钱 燕 等 基 于 虚 拟 现 实 的 拖 拉 机 遥 操 作 系 统 设 计 J 江 苏 农 业 科 学 2 0 1 3 4 1 3 3 7 8 3 8 1 4 樊 艳 英 张 自 敏 陈 冠 萍 等 视 觉 传 感 器 在 采 摘 机 器 人 目 标 果 实 识 别 系 统 中 的 应 用 J 农 机 化 研 究 2 0 1 9 4 1 5 2 1 0 2 1 4 5 王 欣 伍 世 虔 邹 谜 基 于 K i n e c t 的 机 器 人 采 摘 果 蔬 系 统 设 计 J 农 机 化 研 究 2 0 1 8 4 0 1 0 1 9 9 2 0 2 2 0 7 6 朱 忠 祥 陈 莉 李 山 山 等 基 于 虚 拟 现 实 的 联 合 收 获 机 底 盘 虚 拟 装 配 关 键 技 术 J 农 业 机 械 学 报 2 0 1 3 4 4 S 2 2 6 2 2 6 7 7 胡 彬 王 超 采 摘 机 器 人 移 动 果 实 目 标 跟 踪 研 究 基 于 云 存 储 和 无 线 传 感 器 网 络 J 农 机 化 研 究 2 0 1 9 4 1 2 2 0 6 2 1 0 8 胡 立 教 陈 军 朱 忠 祥 等 虚 拟 现 实 系 统 中 农 业 装 备 模 型 转 换 方 法 J 农 业 机 械 学 报 2 0 1 0 4 1 4 9 0 9 4 9 吴 义 满 基 于 D S P 的 移 动 采 摘 机 器 人 目 标 识 别 视 觉 系 统 设 计 J 农 机 化 研 究 2 0 1 8 4 0 1 0 2 4 3 2 4 6 2 5 6 1 0 倪 得 晶 宋 爱 国 李 会 军 基 于 虚 拟 现 实 的 机 器 人 遥 操 作 关 键 技 术 研 究 J 仪 器 仪 表 学 报 2 0 1 7 3 8 1 0 2 3 5 1 2 3 6 3 1 1 华 博 朱 忠 祥 宋 正 河 等 基 于 虚 拟 现 实 的 拖 拉 机 试 验 场 景 建 模 技 术 研 究 J 农 机 化 研 究 2 0 1 0 3 2 3 4 1 4 4 1 2 张 建 敏 张 达 敏 陈 静 等 农 业 机 械 虚 拟 现 实 设 计 基 于 数 字 媒 体 技 术 及 人 机 工 程 学 J 农 机 化 研 究 2 0 1 1 3 3 1 2 9 4 9 7 1 3 翟 志 强 朱 忠 祥 杜 岳 峰 等 基 于 虚 拟 现 实 的 拖 拉 机 双 目 视 觉 导 航 试 验 J 农 业 工 程 学 报 2 0 1 7 3 3 2 3 5 6 6 5 1 4 汪 应 罗 元 成 基 于 J a v a 3 D 和 V R M L 技 术 的 采 摘 机 械 手 运 动 仿 真 研 究 J 农 机 化 研 究 2 0 1 7 3 9 1 2 2 1 0 2 1 4 1 5 季 旭 全 王 君 臣 赵 江 地 等 基 于 机 器 人 与 视 觉 引 导 的 星 载 设 备 智 能 装 配 方 法 J 机 械 工 程 学 报 2 0 1 8 5 4 2 3 6 3 7 2 1 6 梁 俊 娟 李 巧 君 基 于 V R 技 术 的 旋 耕 埋 草 机 功 率 检 测 研 究 J 农 机 化 研 究 2 0 1 9 4 1 6 2 2 4 2 2 7 2 3 2 1 7 赵 阶 晨 农 业 机 器 人 灵 巧 手 遥 操 作 虚 拟 现 实 实 验 平 台 基 于 L a b V I E W J 农 机 化 研 究 2 0 1 8 4 0 1 0 2 2 1 2 2 5 1 8 罗 陆 锋 邹 湘 军 卢 清 华 等 采 摘 机 器 人 作 业 行 为 虚 拟 仿 真 与 样 机 试 验 J 农 业 机 械 学 报 2 0 1 8 4 9 5 3 4 4 2 1 9 张 亚 楠 郝 倩 W e b 3 D 虚 拟 现 实 平 台 在 收 割 机 零 部 件 设 计 中 的 应 用 J 农 机 化 研 究 2 0 1 9 4 1 4 2 3 3 2 3 7 2 0 周 毛 等 基 于 双 目 视 觉 的 农 业 采 摘 机 器 人 控 制 系 统 设 计 研 究 D 青 岛 青 岛 理 工 大 学 2 0 1 8 8 9 1 2 0 2 0 年 1 2 月 农 机 化 研 究 第 1 2 期 C o l l a b o r a t i v e O p e r a t i o n A n a l y s i s o f t h e P i c k i n g R o b o t B a s e d o n V R S c e n e D e s i g n C h e ng Y a nz h e n J i y u a n V o c a t i o n a l a nd T e c h n i c a l C o l l e g e J i y ua n 4 5 9 0 0 0 C hi na A b s t r a c t I n o r d e r t o f u r t he r i m pr o v e t he v i s i bi l i t y a nd e f f i c i e nc y o f t he c o o pe r a t i v e o pe r a t i o n o f pi c ki ng r o bo t t he V R d e s i g n c o nc e pt a n d t he p i c ki ng m a c h i n e w e r e c o m bi ne d t o s t udy t h e c o o p e r a t i v e o pe r a t i o n o f p i c k i n g r o bo t i n V R s c e n a r i o C o n s i de r i ng t he b a s i c c o nd i t i o ns s u c h a s e nv i r o nm e n t a l i nf o r m a t i o n pl a nt i m a g i ng a nd dy na m i c i nt e r a c t i o n f unc t i o n t he n b a s e d o n t he m o v e m e n t m e c h a n i s m o f e a c h pa r t o f t he pi c ki ng r o b o t t h e V R s c e ne o f t h e pi c ki ng r o bo t w a s bui l t T h e pi c ki n g s y s t e m w a s di v i d e d i nt o s e v e r a l s u bs y s t e m s t o r e a l i z e t he p i c k i ng o pe r a t i o n a n d a dj us t t h e p a t h T he V R s c e ne p i c k i ng o pe r a t i o n e x p e r i m e n t w a s c a r r i e d o ut u nd e r t he s u ppo r t o f da t a m o de l a nd kno w l e dg e T he e x pe r i m e n t s ho w e d t ha t t h e e r r o r be t w e e n t h e o r e t i c a l c a l c u l a t i o n a n d a c t ua l s i m ul a t i o n w a s c o n t r o l l e d w i t hi n 0 8 m m t hr o ug h s y s t e m c o o pe r a t i v e p e r c e p t i o n a n d c o r e a l g o r i t hm c o nt r o l u n de r t h e c o n d i t i o n o f f r e e do m c o o r di na t i o n o bj e c t a nd po s i t i o n c l o s e d l o o p c o n t r o l T h e r o b o t c o o p e r a t i v e p i c k i n g c o ul d t a ke t h e s h o r t e s t t i m e o f 1 8 9 s a nd t he a v e r a g e t i m e w a s 2 0 6 s T he s u c c e s s r a t e o f pi c ki n g a l s o c o ul d r e a c h 9 6 8 a n d t he de s i g n w a s f e a s i b l e T he o v e r a l l c o o p e r a t i v e o pe r a t i o n a na l y s i s o f p i c ki ng r o bo t un d e r V R s c e na r i o d e s i g n e n s u r e d t he f l e x i bi l i t y a nd c o o r di n a t i o n o f pi c k i n g r o bo t o p e r a t i o n a nd w o ul d be a g o o d r e f e r e nc e v a l ue f o r i m pr o v i n g t h e s t r uc t u r e o f p i c k i n g r o bo t pa r t s a nd v i s u a l i z a t i o n de v e l o p m e nt o f t he s i m i l a r a g r i c u l t ur a l m e c h a ni z a t i o n e qui pm e nt K e y w o r d s pi c k i ng r o bo t c o o pe r a t i v e o p e r a t i o n V R de s i g n c l o s e d l o o p c o n t r o l 上 接 第 1 93 页 A b s t r a c t I D 100 3 18 8 X 2 02 0 1 2 018 8 E A V i s u a l A n a l y s i s S y s t e m o f T r a c k D a t a o f H a r v e s t e r B a s e d o n B S A r c h i t e c t u r e J i a n g N a n M a J i a n g t a o Z h e n g Y ua npa n Sc h o o l o f C o m put e r a nd C o m m un i c a t i o n E ng i n e e r i ng Z h e ng z h o u U ni v e r s i t y o f L i g h t I nd u s t r y Z he n g z ho u 4 5 0 0 0 2 C hi n a A b s t r a c t I n o r d e r t o i m p r o v e t h e m a n a g e m e nt l e v e l o f ha r v e s t e r d i s pa t c hi ng s y s t e m a nd t he e f f i c i e nc y o f a g r i c u l t u r a l m a c hi n e r y d i s pa t c hi ng i t i nt r o d uc e d B S a r c hi t e c t ur e a n d v i s u a l i z a t i o n a na l y s i s t e c hn o l o g y i n t o t he d e s i g n o f t h e di s p a t c hi ng s y s t e m U s e r s c a n d i r e c t l y v i e w t he t r a j e c t o r y d a t a o f r e m o t e ha r v e s t e r t hr o u g h br o w s e r w hi c h i m pr o v e s t he que r y a nd v i s ua l i z a t i o n l e v e l o f t h e di s pa t c hi n g s y s t e m T h e i m pr o v e d d i s pa t c hi ng s y s t e m c a n r e a l t i m e di s pl a y t he o p e r a t i o n dy na m i c s a nd t r a j e c t o r y o f t he ha r v e s t e r A g r i c ul t u r a l m a c h i n e r y m a n a g e r s c a n pl a n t h e o pe r a t i o n