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在农业生产中，将各种果实分检归类是一项必不可少的农活，往往需要投入大量的劳动力。英国西尔索农机研究所的研究人员开发出一种结构坚固耐用、操作简便的果实分检机器人，从而使果实的分检实现了自动化。它采用光电图像辨别和提升分检机械组合装置，可以在潮湿和泥泞的环境里干活，它能把大个西红柿和小粒樱桃加以区别，然后分检装运，也能将不同大小的土豆分类，并且不会擦伤果实的外皮。

番茄收获机器人

日本番茄收获机器人针对成熟番茄果实表现为红色这一特点， 用彩色CCD摄像头作为视觉传感器， 基于RGB分量区分水果和茎叶。

采摘草莓机器人 日本国家农业和食品研究发明了一个能够采摘草莓的机器人。该机器人装有一组摄像头，能够精确捕捉草莓的位置，还有配套软件能根据草莓的红色程度来确保机器人采摘的是成熟的草莓。虽然此机器人目前只能采摘草莓，但可以通过修改程序来使机器人采摘其它水果，如葡萄、番茄等。机器人采一个草莓的时间是9秒，如果大范围使用并能保持采摘效率，可以节省农民40%的采摘时间。

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(3)探索智能机器人

机器人除了在工农业上广泛应用之外，还越来越多地用于极限探索，即在恶劣或不适于人类工作的环境中执行任务。例如，在水下(海洋)、太空以及在放射性(有毒或高温等环境中进行作业。人类借助潜水器具潜人到深海之中探秘，已有很长的历史。然而，由于危险很大、费用极高，所以水下机器人就成了代替人在这一危险的环境中工作的佳工具。空间机器人是指在大气层内和大气层外从事各种作业的机器人，包括在内层空间飞行并进行观测、可完成多种作业的飞行机器人，到外层空间其他星球上进行探测作业的星球探测机器人和在各种航天器里使用的机器人。

探险机器人的国外发展现状

国外较早地对探险机器人这方面做了很多研究。特别是美国，日本，探险机器人更是做的相当高科技水平。比如美国在1989年就有一款名为’超人’号机器人服役于军方做险情区域探测。海湾战争后，美国海军也曾用这种机器人在沙特阿拉伯和科威代替人的探测活动。2004年01月美国宇航局发射的勇气号将在北京时间4日登陆火星，把火星当着理想的实验室用于探险目的。日本也是个机器人大国，机器人的研究也处于地位。1968年成功地试制出一台深水作业机器人。东京工业大学广濑茂男研究室自80年代开始研究这方面的机器人，可以说他们的研究成果代表着日本探险机器人的研究进展。1969年日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的探险机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人，被誉为‘仿人机器人之父’。1971年研制出工厂用的万能机器人。德国在这个领域也走在世界的先列如Cybernetics公司研制的TRS200中型排爆机器人就是类似探险机器人的实例。从上面可以例子可以看出国外的探险机器人起步比较早并且有着下面几个发展特点和趋势：

(1)性能可靠，功能全面，精确度高

(2)机器人语言研究发展较快，语言类型多、应用广，水平高居世界之首

(3)智能技术发展快，其视觉、触觉等人工智能技术应用到探险机器人的装置中

(4)高智能、高难度的军用探险机器人、太空探测机器人等发展迅速典型用于扫雷、侦察、太空探测方面。

(5)系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，趋于标准化、网络化器件高度集成化，提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

(6)机械结构向模块化、可重构化发展。 并且不断地致力于操作者与机器人的人机交互控制。使遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的‘索杰纳’机器人就是这种系统成功应用的著名例证。

探险机器人的国内发展现状

中国起步较晚，大约在20世纪七十年代。理论建立也相对缓慢一此，尽管如此短时间内的发展，我国在这方面也做出了可喜的成就。特别是在水下探测机器人研究方面已经达到国际先进水平。例如2000年中国科学院沈阳自动化所研制出六千米深水下探测机器人获得了国家十大成果奖。我国沈阳自动化所研制的PXJ2机器人也加入了公安部队的行列。2007年八月份由中国极地研究中心和中科院沈阳自动化研究所、北京航空航天大学联合研制的这两位智能机器人，被列入国家863高技术发展计划，‘冰雪面移动机器人’和‘低空飞行机器人’，这是我国在南极考察事业中首次运用智能机器人技术。

我国目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件。‘九五’期间我国工业机器人的需求量以每年34%以上的速度增长。2000年，我国各类探险机器人的拥有量约为2500多台。

以上各个例子也可以看出大部分内容为的是军方或太空高或科技类探测手段应用，其性能高但其价格也是常人所不能企及的，并不能应用并服务于民间需要。可以说这块内容是个空白

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(4)服务智能机器人

机器人技术不仅在工农业生产、科学探索中得到了广泛应用，也逐渐渗透到人们的日常生活领域，服务机器人就是这类机器人的一个总称。尽管服务机器人的起步较晚，但应用前景十分广泛，目前主要应用在清洁、护理、执勤、救援、娱乐、和代替人对设备维护保养等场合。国际机器人联合会给服务机器人的一个初步定义是，一种以自主或半自主方式运行，能为人类的生活、康复提供服务的机器人，或者是能对设备运行进行维护的一类机器人。

一种基于服务机器人的视觉系统设计

本系统在设计上采用CMOS图像传感器代替CCD类型传感器进行采集图像，DSP处理芯片TMS进行图像处理以及作为CPU 控制，在设计过程中，为了直观显现机器人视觉系统识别和跟踪的效果，专门采用了一个TFT格式的液晶来直观显示。软件上，采用了一部分足球机器人的视觉技 术来达到对目标的快速识别，通过全局的特征矩构建的雅可比矩阵达到对目标的自适应跟踪。

1.1 图像采集

视觉镜头把外部的图像信息成像在图像传感器的面阵单元上。目前流行的图像传感器有面阵CCD(Charged Coupled Device，电荷耦合器件)型和面阵CMOS两种。相比较CCD型的图像传感器，CMOS图像传感器的有源像素单元为每一个像素提供

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了放大器，只需一个 单供电低逻辑电平电压，功耗只相当于CCD的十分之一。CMOS图像传感器内部集成了A/D转换部分，直接输出数字信号。基于这些因素，本系统采用了 Omnivision公司推出的CMOS彩像传感器OV7635。

OV7635的分辨力为能输出3种格式的8位数据：YCbCr42：2模式、RGB42：2模式和RGB原始数据模式。输出 VGA格式大可达到30fps(fps：每秒帧数)。能工作在逐行扫描下和隔行扫描下。OV7635有主模式和从模式两种工作模式。在主模式下，同步信 号和时钟不由外围设备控制。在从模式下，OV7635的场同步信号VSYNC，行同步信号HREF以及系统的晶振频率XCLK均由外部设备控制。本系统采 用的是主模式。OV7635通过I2C总线配置片内寄存器，使其输出原始数据。系统上电复位后，由DSP芯片的I2C总线信号对CMOS寄存器初始化。然 后OV7635就按要求输出图像信号。包括行同步信号HREF，场同步信号VSYNC，像素时钟信号PCLK，数字图像信号。

1.2 液晶显示

为了很直观的看到视觉系统对人的识别和跟踪效果，采用了一片INNOLUX公司的PT035TN01液晶显示屏。为了不增加对DSP的负担，同时也为 了实时看到对外界目标物体的跟踪效果，液晶显示的数据不经由DSP，直接通过传感器OV7635输出的图像数据信号和CPLD控制时序来进行显示。 PT035TN01是3.5英寸TFT格式的液晶，分辨力为320×3(RGB)×240，液晶IF1、IF2两输入控制脚对输入的数据格式进行选择：串 行RGB格式、CCIR601格式、CCIR656格式。液晶的扫描模式有4种。本视觉系统采用的输入数据格式是CCIR601格式，扫描模式为由上到下 和左到右的扫描模式。

在CCIR601格式下，图像传感器输出的像素时钟PCLK通过CPLD二分频作为液晶的工作时钟，图像传感器输出的行同步信号HREF经过CPLD 的处理后作为液晶的行同步信号HIS，这样，在CPLD控制下，图像传感器OV7635输出的数据信号送入液晶中进行显示。

1.3 时序控制

OV7635输出的场同步信号VSYNC，行同步信号HREF以及像素时钟信号PCLK接至CPLD芯片，产生控制信号把OV7635输出的数据信号 存入FIFO帧存储器AL422B中，以及产生液晶的时钟和行同步信号控制液晶的显示。CPLD采用了ALTERA公司的EPM芯片。在CPLD 中完成了对FIFO的写控制、通知DSP读信号、液晶的时钟信号的产生等功能。

CPLD接收场同步信号VSYNC，此信号的下降沿表示图像传感器输出一帧的开始，此时CPLD产生WRST负脉冲复位FIFO的写指针。场同步信号 VSYNC下降沿后，判断行同步信号HREF的上升沿到来，接着利用像素时钟信号PCLK作为写时http//m.shyxwjj.com/goods/small/list_16_23.html钟WCK将图像数据直接存储到FIFO中，当存到一定的 数后，就及时发信号给DSP，以便DSP读取数据，本系统采用的是一http//m.shyxwjj.com/goods/small/list_16_25.html个中断INT0来通知DSP。此时DSP可以读数据也可以不读，视处理的速度来定。读 数据时，可利用RD和片选，产生RCK信号。DSP读取的速度不能太快，以读取速度小于写速度为原则。

在对液晶的逻辑时序控制上，由于图像输出的信号是像素，而液晶的显示为格式。所以利用CPLD把图像传感器输入的像 素时钟信号PCLK进行二分频产生液晶的时钟信号控制液晶的显示，同时对行同步信号进行隔行有效从而达到液晶对图像的显示。CPLD中的程序编写用的采用 了硬件描述语言VHDL，在QUARTUSⅡ软件平台上进行编写的。由于在选用芯片时采用的是EPM列的44脚PLCC封装的，只能工作在 5V电压情况下，其输出的高电平信号是5V，必须通过处理才能接入系统中工作在3。3V状态下的芯片器件。