虛擬現實技術在農業機器人操作中的應用
來源:投稿網 時間:2022-10-20 09:59:58
虛擬現實虛擬技術主要包括感知、自然技能、仿真模型和傳感技術，具有多重感知、存在感、交互性和自主性等重要特征。它可以根據計算機和圖像技術來虛擬模式世界，就像一個真實的環境。以下將全面研究虛擬現實技術在農業機器人操作中的應用，重點研究虛擬現實技術的應用原理和功能方向。
1.技術綜述虛擬現實。
虛擬現實技術是以計算機為控制核心，結合圖像仿真系統、人機交換系統、運動識別系統、傳感系統。通過一系列模糊的數據處理，將特定的信息轉化為模擬的真實環境。通過虛擬現實技術的操作，可以實現人機交互，讓用戶有一種身臨其境的感覺。虛擬現實技術在系統設置過程中實現的模型如下，如圖1所示，可以在模擬的三維世界中設置不同的場景，從而達到虛擬現實虛擬技術的不同使用效果。近年來，隨著農業研究的加強，虛擬現實技術在農業機器人的運行中的應用解決了許多操作問題，也使農業機器人更加實用。基于虛擬現實技術的農業機器人具有更理想的操作和控制效果，可以取代農業生產中的人工采摘操作。
2.軟硬件設計的農業機器人手遙操作。
2.1硬件設計。
硬件設計包括人機接口系統和手動控制系統兩部分，其中人機接口系統由三部分組成：VR環境、顯示模塊和控制按鈕。VR環境主要是指模擬農業機器人的工作環境。現場模擬后，它直接顯示在終端設備上。對于操作員來說，它可以有一個目的和一個方向來操作。在控制界面中，控制按鈕的應用主體是操作員，操作員通過獲取數據信息來完成控制任務。手動控制系統細分圖像處理、手動控制設備、上位機器等。系統的操作過程如下：借助攝像機獲取和處理圖像信息，然后將信息傳輸回主控制器，并在人機接口系統的幫助下進行信息控制；上位機器收集運動信息并將信息傳輸到主控制器，最后將信息傳輸到人機接口系統。
2.2軟件設計。
在模塊化編程理念的指導下，主要程序被細分為多個子程序（圖像處理、信息分析、手動驅動、上位機）。通過子程序的初始化操作顯示了功能。具體步驟如下：開始→初始化→啟動操作界面→關閉→結束，或開始→初始化→啟動操作界面→掃描輸出數據→輸入信號→相應編號→掃描輸出數據，執行相應的程序。
3農業機器人操作中虛擬現實技術的應用。
3.1模擬平臺結構農業機器人。
在虛擬現實的基礎上，農業機器人的操作設計首先需要構建農業機器人的模擬平臺。包括農業機器人在使用過程中的功能，并根據主要功能對機器人進行運動分析。最大限度地模擬機器人的各個部分，提高后續使用過程的合理性。在構建農業機器人的模擬平臺時，分別針對農業機器人在不同使用功能中所需的信息模擬功能進行獨立分析，并根據最終計算結果進行輸入控制。通過模擬平臺結構，為后續功能提供良好的基本條件。在構建農業機器人模擬平臺的過程中，對真實使用環境進行了模擬試驗。引入虛擬現實技術，模擬農業機器人的使用環境。這樣，就可以更好地滿足真實操作環境的需要，實現農業機器人的使用效果。農業機器人器人模擬平臺后，演示下一個虛擬現實操作環境，分析農業機器人設計中存在的功能問題，進一步優化問題，提高農業機器人在操作環境中的適應性。具體來說，在計算機軟件模擬的基礎上，從幾何環境和運動學兩個方面構建了數學分析模型，以準確地操作農業機器人。通常，三維模擬軟件3DMAX可以自由定義空間坐標、風景大小、風景顏色等方面，充分利用數據庫，整合開發平臺，完成部件特性調整目標，使農業機器人的基關節點和坐標原點一對一，為下一個靈活的操作做好準備。接下來，建立一個運動數學模型，用于指導遠程操作，大大提高遠程控制的有效性，使農業機器人能夠自由調節，靈活移動。
3.2虛擬操作農業機器人。
基于虛擬現實技術，對農業機器人進行虛擬操作，通過觀察農業機器人機械手臂在虛擬空間中的運動映射點和運動情況，為農業機器人操作中的力學優化提供參數。同時，利用虛擬現實虛擬現實技術模擬農業機器人使用的不同場景，包括使用過程中可能遇到的緊急情況，以及環境中對農業機器人的不利因素?？紤]到農業機器人在不同場景環境中使用中存在的問題，通過模擬操作的方法，了解農業機器人的使用性能，并進行更深層次的優化。農業機器人的使用環境比較特殊，在實驗室設計中，雖然所有的機械參數都能達到最好的效果，但是還是有一些不合理的部分。對于虛擬現實技術的應用，可以在原有設計的基礎上模擬更真實的操作環境，同時對農業機器人的使用性能進行判斷，從而進一步加強后期的使用。設置農業機器人操作試驗，有機連接硬件和軟件系統，并通過條件變換獲得目標參數。設置條件總結如下:適當調試攝像頭工具和智能接口；合理編制圖像識別、數據信息傳輸、監控等程序；視頻信息與虛擬現實操作之間的有機協調，以確保虛擬現實操作的一致性。在實驗過程中，對農業機器人的移動、定位、獲取、返回等系列操作進行全過程監控。根據數據信息的有效獲取和詳細分析，我們可以知道機器人的運動效果。最后，比較實際實施效果和設計目標，確認農業機器人操作中虛擬現實技術的可行性。
4結語
未來將繼續完善VR技術在農業機器人操作中的研究和應用。在目前的技術研究（連接第10頁）中，可以充分解決農業機器人使用中遇到的環境問題，大大提高了農業機器人使用中存在的功能缺陷。在未來的技術研發中，將重點反映VR技術在農業機器人操作中的仿生特性，不斷優化存在的問題，實現農業機器人設計中功能的優化和完善，從而解決農業生產中的問題。
