一种基于FPGA的水果成熟度检测柔性机械臂系统
申请人信息
- 申请人:安徽大学
- 申请人地址:230000 安徽省合肥市肥西路3号
- 发明人: 安徽大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种基于FPGA的水果成熟度检测柔性机械臂系统 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311636919.5 |
| 申请日 | 2023/12/1 |
| 公告号 | CN117621145A |
| 公开日 | 2024/3/1 |
| IPC主分类号 | B25J19/02 |
| 权利人 | 安徽大学 |
| 发明人 | 高刘轩祺; 贺建伟; 闫子豪; 孟子杨 |
| 地址 | 安徽省合肥市经开区九龙路111号 |
摘要文本
本发明公开了一种基于FPGA的水果成熟度检测柔性机械臂系统，包括柔性触觉感知机械臂模块、数据预处理模块、基于FPGA的水果成熟度检测分类模块；柔性触觉感知机械臂模块包含六自由度协同机械臂模块、柔性夹持器模块、控制中心模块和柔性触觉传感单元模块；控制中心模块包含控制单元和监视单元；数据预处理模块包含主成分分析模块和K‑Means聚类算法模块；基于FPGA的水果成熟度检测分类模块主要包含片上缓存模块、DMA模块、ResNet10模型加速器模块、DDR外部存储模块、AXI总线模块、ARM处理器模块；ResNet10加速器模块包含卷积层、池化层、批量归一化层、残差网络模型层和Dropout层。本发明具有高效率、高精度、低功耗等优点，与机器视觉和人工分级相比，更适合应用于水果分级线。
专利主权项内容
1.一种基于FPGA的水果成熟度检测柔性机械臂系统，其特征在于：该系统包括柔性触觉感知机械臂模块、数据预处理模块、基于FPGA的水果成熟度检测分类模块；所述柔性触觉感知机械臂模块包含六自由度协同机械臂模块、柔性夹持器模块、控制中心模块和柔性触觉传感单元模块；所述六自由度协同机械臂模块作为智能机械臂系统的支撑部分和整体框架，主要用于完成水果的分级动作，所述柔性夹持器模块用于夹持和释放水果；所述控制中心模块用于控制柔性夹持器的夹持运动、机械臂的分级运动和水果的夹持力，所述柔性触觉传感单元用于当柔性夹持器夹持水果时，实时感知水果的硬度；所述控制中心模块包含控制单元和监视单元，所述控制单元通过信息传输层传输的信息，指挥机械臂的运动以及夹持器对水果的夹取和释放，所述监视单元持续跟踪机械臂的角度位置和姿态，以便智能控制其运行并发出故障报警；所述数据预处理模块包含主成分分析模块和K-Means聚类算法模块，所述主成分分析模块用于降低原始数据维数，所述K-Means聚类算法模块用于对主成分分析模块降维后的硬度数据集进行聚类，增加触觉感知捕获数据的有效特征，提高多类型目标的分类精度；所述基于FPGA的水果成熟度检测分类模块主要包含片上缓存模块、DMA模块、ResNet10模型加速器模块、DDR外部存储模块、AXI总线模块、ARM处理器模块；所述ResNet10加速器模块包含卷积层、池化层、批量归一化层、残差网络模型层和Dropout层，用于输出目标分类，得出不同阶段水果的成熟度，并将数据反馈到控制单元。 关注公众号马克数据网