《设施番茄采摘机器人 末端执行器定位精度检测方法》.docVIP

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ICS65.060.70

CCSB90

团体标准

T/CAMA×××-2024

设施番茄采摘机器人末端执行器定位精度检测方法

Standardfortestingthepositioningaccuracyoftheendeffectoroftomatoharvestingrobotsinfacilities

2024-××-××发布2025-××-××实施

中国农业机械化协会发布

T/CAMA×××-2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国农业机械化协会提出并归口。

本文件起草单位：北京航空航天大学、中国农业学、苏州博田自动化技术有限公司。

本文件主要起草人：张天雪、王蕴、文力、张俊雄、袁挺。

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设施番茄采摘机器人末端执行器定位精度检测方法

范围

本标准规定了设施温室番茄采摘机器人末端执行器定位精度的性能检测方法。

本标准适用于设施鲜食用番茄的采摘机器人系统。

规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T36239-2018特种机器人术语

GB/T5262-2008农业机械试验条件测定方法的一般规定

GB/T2088-2007工业机器人性能试验实施规范

GB/T12642-2013工业机器人性能规范及其试验方法

NY/T2970连栋温室建设标准

JB/T10297温室加热系统设计规范

术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

番茄采摘机器人pickingrobot

用于番茄选择性自动采摘的一种农业机器人。（以下简称采摘机器人）

底盘chassis

使采摘机器人实现整体运动的全部部件的集成系统。

垄间导轨ridgeguiderail

连栋温室内番茄种植垄之间供采摘机器人行驶的导轨，以符合NY/T2970连栋温室建设标准的双排加热圆管进行复用。

番茄fruitrecognitionrate

本文中的番茄包括大番茄和樱桃番茄。当对象为大番茄时，以个为单位；当对象为樱桃番茄时，根据采收方式不同所采用的单位不同，按串采收时以串为单位，按单粒采收时，以个为单位。

集群cluster

用于计算定位精度的一组测量点。

末端执行器定位精度endeffectorpositioningaccuracy

采摘机器人在作业过程中，末端执行器所到达的实际采摘位置和目标位置之间的偏差。

检测条件

温室条件

温室建设符合NY/T2970连栋温室建设标准，且满足以下要求：

a）垄间导轨的两根轨道中心距为550±15mm；

b）垄间导轨长度不小于40m，坡度不大于1.5%；

c）番茄垄间距为1400~1800mm；

d）垄间可供机器人通行的无障碍通道宽度不小于800mm。

环境条件

检测应在白天进行，且满足以下条件：

环境温度为15~35℃；

环境相对湿度为50~90%。

性能检测方法

检测前的准备

被测设备准备

在检测前应对采摘机器人进行充电，达到设备的额定电压。

检测前采摘机器人应进行适当的预热运转，使采摘机器人工作在正常状态，确保整个测试过程中以安全的方式操作。

检测区的确定

在采摘机器人行驶方向的一侧虚拟一长方体的检测区域。如图1所示，假设采摘机器人底盘坐标系中轴方向和垄间导轨方向平行，且位于垄间导轨两根轨道的对称平面上，设置长方体为检测区域。检测区域满足以下要求：

1）长方体的侧面应与坐标轴平行，且与坐标轴的距离应在番茄垄间距的1/5~1/3；

2）长方体检测区域应尽量覆盖采摘机器人的采摘工作空间，即边长和尽量取大值。在检验报告中应说明检测区和的大小。

图1检测区域

性能指标的测定、记录和计算

以5.1.2检测区域的长方体近端面4个顶点、、、及近端面中心点共5个点作为定位精度检测的参考点。

在垄间导轨上移动采摘机器人，寻找位于某参考点附近的成熟待采番茄，要求番茄的采摘点与参考点的距离小于50mm。

确定采摘目标后锁定采摘机器人的底盘。按以下步骤进行检测：

1）将采摘机器人的机械臂从初始位姿手动示教到末端执行器到达目标番茄的采摘点，记录此时的机器人示教器上的机械臂末端位置坐标值。

2）重复步骤1）三次，如图2所示，按式（1）计算各次示教的末端实际位置点集群的重心作为采摘点的目标位置（此处），并记为。

图2集群重