上海騰拔質(zhì)構(gòu)儀助力福建農(nóng)林大學(xué)測(cè)定金針菇的力學(xué)性能

近日，福建農(nóng)林大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院研究人員在國內(nèi)期刊《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)》發(fā)表了題為"基于ＥＰ ＹＯＬＯ ｖ８ 的瓶栽金針菇zuiyou抓取位置定位方法"的研究論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用于測(cè)定金針菇不同部位的受力情況。

摘要　針對(duì)工廠化瓶栽金針菇自動(dòng)切根過程中，夾持末端因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)致行程固定，進(jìn)而影響抓取效果甚至切根質(zhì)量的問題，本文基于ＹＯＬＯ ｖ８（Ｙｏｕ ｏｎｌｙ ｌｏｏｋ ｏｎｃｅ）構(gòu)建改進(jìn)的Ｅｎｏｋｉ ｐｉｃｋ＿ｒｅｇｉｏｎ ＹＯＬＯ ｖ８（ＥＰ ＹＯＬＯ ｖ８），實(shí)現(xiàn)瓶栽金針菇整體及最佳受力區(qū)域（關(guān)鍵抓取區(qū)域）的精準(zhǔn)定位與輪廓提取，保障抓取參數(shù)的可靠性。該方法在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化基礎(chǔ)上，基于最小歐幾里得距離（Ｅｕｃｌｉｄｅａｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ，ＥＤ）構(gòu)建掩膜關(guān)系歸屬與判斷模型，明確金針菇菇體與關(guān)鍵抓取區(qū)域掩膜間父子關(guān)系并合并優(yōu)化。通過解析合并前后關(guān)鍵抓取區(qū)域的相對(duì)位置編碼，確定抓取參數(shù)并進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，為建立末端控制映射模型實(shí)現(xiàn)末端機(jī)械手運(yùn)動(dòng)行程的精確控制提供基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所提算法的金針菇菇體掩膜識(shí)別精確率達(dá)９９. ３％，關(guān)鍵抓取區(qū)域掩膜識(shí)別精確率達(dá)９９. ６％。同時(shí)，對(duì)比發(fā)現(xiàn)掩膜質(zhì)量得到了提高，獲取的參數(shù)抓取區(qū)域?qū)挾扰c實(shí)際寬度之間的誤差僅為０. ７％，抓取參數(shù)基本滿足抓取條件，能有效實(shí)現(xiàn)zuiyou抓取位置的精準(zhǔn)識(shí)別與定位。

通過游標(biāo)卡尺測(cè)量，金針菇的根部平均高度為29.81ｍｍ，整株平均高度為175.77 ｍｍ。觀察整瓶發(fā)現(xiàn)，瓶口以下的根部明顯不適合作為抓取位置，而子實(shí)體中上部因間隙較大，也不適合。基于觀測(cè)結(jié)果，最終選取瓶口以上60ｍｍ 為實(shí)驗(yàn)區(qū)域，并每隔20ｍｍ 標(biāo)注３個(gè)試抓位置。利用Universal TA型質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)，以最佳受力區(qū)域作為抓取位置。

本研究對(duì)101株金針菇的３ 個(gè)區(qū)域（區(qū)域①、區(qū)域②、區(qū)域③）在不同施加載荷和下壓速度條件下（15Ｎ，１ｍｍ／ｓ；20Ｎ，１ ｍｍ／ｓ；15 Ｎ，１. ５ ｍｍ／ｓ）進(jìn)行了壓縮實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖２ 所示。圖２ 分別表示在不同外界條件下３ 個(gè)區(qū)域的壓縮表現(xiàn)。圖２ｄ 則展示了３ 個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的多條荷重位移曲線的擬合結(jié)果。由圖２ 可以觀察到，施加10Ｎ 的荷載時(shí)，區(qū)域①的形變量僅為7.64ｍｍ， 明顯小于區(qū)域② 和③ 的10.14ｍｍ 和30.99ｍｍ，這表明區(qū)域①具有最佳的剛度。因此，選擇區(qū)域①作為抓取位置能有效減少抓取過程中的形變。

參考文獻(xiàn)：李泳萱 等.基于ＥＰ ＹＯＬＯ ｖ８ 的瓶栽金針菇zuiyou抓取位置定位方法. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2024。