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技術文(wén)章(zhāng)上海(hǎi)騰拔(bá)質構儀助力福建(jiàn)農林(lín)大學(xué)測(cè)定金針(zhēn)菇的(dí)力學性能(néng)
更新(xīn)時(shí)間：2025-09-10
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近日(rì)，福(fú)建(jiàn)農(nóng)林大學機(jī)電工(gōng)程學(xué)院研(yán)究(jiū)人員在國(guó)內(nèi)期刊《農業(yè)機械(xiè)學(xué)報(bào)》發表了(liǎo)題(tí)為"基於(yú)ＥＰ ＹＯＬＯ ｖ８ 的瓶(píng)栽金針菇zuiyou抓取(qǔ)位(wèi)置(zhì)定位方(fāng)法(fǎ)"的研(yán)究(jiū)論(lùn)文(wén)。在該論文中，研究人員(yuán)利用上海騰拔(bá)Universal TA國(guó)產(chǎn)質構(gòu)儀(yí)用於(yú)測(cè)定(dìng)金(jīn)針菇不(bù)同(tóng)部(bù)位的受力(lì)情況(kuàng)。
摘要 針對(duì)工(gōng)廠化瓶栽(zāi)金(jīn)針(zhēn)菇(gū)自動切根(gēn)過程中(zhōng)，夾持末(mò)端(duān)因結(jié)構(gòu)設(shè)計導致(zhì)行程固(gù)定，進(jìn)而影(yǐng)響(xiǎng)抓取(qǔ)效果甚至切根質(zhì)量(liáng)的問(wèn)題，本(běn)文基於ＹＯＬＯ ｖ８（Ｙｏｕ ｏｎｌｙ ｌｏｏｋ ｏｎｃｅ）構建改(gǎi)進的Ｅｎｏｋｉ ｐｉｃｋ＿ｒｅｇｉｏｎ ＹＯＬＯ ｖ８（ＥＰ ＹＯＬＯ ｖ８），實現瓶(píng)栽金針菇整體及(jí)最佳受(shòu)力(lì)區域(yù)（關(guān)鍵(jiàn)抓取區(qū)域）的精準定位(wèi)與(yǔ)輪廓(kuò)提取，保(bǎo)障(zhàng)抓(zhuā)取參數(shù)的可靠性(xìng)。該(gāi)方(fāng)法(fǎ)在網絡優(yōu)化基(jī)礎上，基(jī)於(yú)最小歐(ōu)幾裏得距(jù)離（Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ，ＥＤ）構建掩膜(mó)關係(xì)歸屬與判斷模型(xíng)，明確金(jīn)針(zhēn)菇(gū)菇體與(yǔ)關鍵(jiàn)抓(zhuā)取區域掩膜(mó)間(jiān)父子關(guān)係並合並優(yōu)化。通(tōng)過解析合並(bìng)前後關鍵(jiàn)抓取(qǔ)區(qū)域(yù)的相對位置(zhì)編碼(mǎ)，確定(dìng)抓取(qǔ)參數並進(jìn)行(háng)坐(zuò)標轉換(huàn)，為(wéi)建立(lì)末端控製映射模型實(shí)現末端機械(xiè)手(shǒu)運動行程的精(jīng)確控(kòng)製提供基礎。實(shí)驗結果表(biǎo)明(míng)，本(běn)文所(suǒ)提算(suàn)法(fǎ)的(dí)金針菇菇體掩膜識別(bié)精確(què)率達９９. ３％，關鍵抓取區(qū)域掩(yǎn)膜(mó)識別(bié)精(jīng)確率(shuài)達(dá)９９. ６％。同(tóng)時，對(duì)比發現(xiàn)掩(yǎn)膜(mó)質(zhì)量得(dé)到(dào)了(liǎo)提高，獲取(qǔ)的參數抓取(qǔ)區域(yù)寬(kuān)度(dù)與(yǔ)實際(jì)寬度之(zhī)間(jiān)的誤差(chà)僅為(wéi)０. ７％，抓(zhuā)取參數基(jī)本(běn)滿(mǎn)足抓取(qǔ)條件(jiàn)，能有效(xiào)實(shí)現(xiàn)zuiyou抓取位置的精準(zhǔn)識(shí)別與(yǔ)定位。
通過(guò)遊標卡(qiǎ)尺測量(liáng)，金針菇(gū)的(dí)根部平均高度為(wéi)29.81ｍｍ，整株(zhū)平均(jūn)高(gāo)度(dù)為(wéi)175.77 ｍｍ。觀(guān)察整(zhěng)瓶發(fā)現，瓶口(kǒu)以下的根部(bù)明顯(xiǎn)不適(shì)合作為(wéi)抓取位(wèi)置(zhì)，而子實體中上(shàng)部因(yīn)間(jiān)隙較(jiào)大，也不適合。基於觀(guān)測(cè)結(jié)果，最終選取瓶口以(yǐ)上(shàng)60ｍｍ 為(wéi)實驗(yàn)區(qū)域，並(bìng)每(měi)隔(gé)20ｍｍ 標(biāo)注(zhù)３個試(shì)抓位置。利用Universal TA型質構儀進行壓(yā)縮實驗(yàn)，以(yǐ)最佳(jiā)受力區(qū)域作(zuò)為(wéi)抓取位置(zhì)。
本研(yán)究對(duì)101株金針菇的３ 個(gè)區域(yù)（區(qū)域①，區域②，區域(yù)③）在(zài)不(bù)同施(shī)加載(zǎi)荷(hé)和下壓(yā)速度條件下(xià)（15Ｎ，１ｍｍ／ｓ；20Ｎ，１ ｍｍ／ｓ；15 Ｎ，１. ５ ｍｍ／ｓ）進(jìn)行(háng)了(liǎo)壓縮實驗，結果如圖２ 所示。圖２ 分別(bié)表(biǎo)示在不(bù)同外(wài)界條(tiáo)件下３ 個區(qū)域(yù)的壓縮(suō)表現(xiàn)。圖(tú)２ｄ 則展示了(liǎo)３ 個區域對(duì)應的多條荷重(zhòng)位(wèi)移曲(qū)綫的擬(nǐ)合結果。由(yóu)圖２ 可以觀察到，施(shī)加(jiā)10Ｎ 的(dí)荷載時，區域(yù)①的(dí)形變量僅為7.64ｍｍ， 明(míng)顯小於(yú)區(qū)域② 和③ 的10.14ｍｍ 和(hé)30.99ｍｍ，這表明區域(yù)①具有最佳的(dí)剛(gāng)度。因此，選擇區(qū)域(yù)①作(zuò)為抓取位(wèi)置能有效減少抓取過程(chéng)中的形變。
參(cān)考(kǎo)文(wén)獻：李泳(yǒng)萱(xuān) 等(děng).基於ＥＰ ＹＯＬＯ ｖ８ 的瓶(píng)栽金針菇(gū)zuiyou抓取位置(zhì)定位方法. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學報, 2024。
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