果蔬采摘机器人.pptVIP

第1页，共23页，编辑于2022年，星期四 果蔬采摘机器人是针对水果和蔬菜，通过编程能完成这些作物的采摘，输送，装箱等相关作业任务的具有感知能力的自动化机械收获系统。 设计果蔬采摘机器人需解决的主要问题是识别和定位果实，在不损害果实也不损害植株的条件下，按照一定的标准完成果蔬的收获。同时，也要考虑经济因素，要保证其成本不比其所替代的人工成本高。 第2页，共23页，编辑于2022年，星期四 国内外发展现状 技术原理 农业机器人的发展与展望 第3页，共23页，编辑于2022年，星期四 1. 1984年，日本京都大学的川村等人开始开始了对番茄采摘机器人的研究，并研制出一台具有5自由度关节型机械手的机器人。 2 .近藤等人研制出气吸式草莓采摘机器人，针对特定栽培模式---坡面上种植和平面种植，研制出了3种草莓采摘机器人并分别进行了实验。 3 .荷兰农业环境工程研究所研制出一种多功能黄瓜采摘机器人。机械手有7个自由度，采用三菱RV-E26自由度机械手，在底座上增加了1个线性滑动由度，采摘成功率约为80%，每采摘1条黄瓜需时间45s。 第4页，共23页，编辑于2022年，星期四 4. 日本冈山大学研制的葡萄采摘机器人 采用5自由度的极坐标机械手。视觉传感器一般采用彩色摄像机。该机器人的特点是,为了提高使用效率,开发了多种末端执行器,除了能完成采摘作业,更换其他的末端执行器还可以完成喷雾、 套袋和修剪枝叶等作业 5 .以色列和美国联合研制了一台甜瓜采摘机器人。该机器人主体架设在以拖拉机牵引为动力的移动平台上 ,采用黑白图像处理的方法进行甜瓜的识别和定位 ,并根据甜瓜的特殊性来增加识别的成功率。试验表明 ,该机器人可以完成 85%以上的田间甜瓜的识别 返回 第5页，共23页，编辑于2022年，星期四 果蔬采摘机器人技术原理 第6页，共23页，编辑于2022年，星期四 果蔬采摘机器人技术原理 一.番茄采摘机器人 由机械手、末端执行器、行走装置、视觉系统 和 控制系统 组成 第7页，共23页，编辑于2022年，星期四 果蔬采摘机器人技术原理 用彩色摄像头和图像处理卡组成的视觉系统，可寻找和识别成熟果实。 带橡胶手指和启动吸嘴的末端执行器，把果实吸住抓紧后， 利用机械手的腕关节把果实拧下来而不损伤果实。 行走机构有4个轮子，能在田间自由行走。 机器人采摘番茄 .flv 第8页，共23页，编辑于2022年，星期四 在第13届中国（寿光）国际蔬菜科技博览会上，蔬菜机器人在采摘西红柿 第9页，共23页，编辑于2022年，星期四 二、草莓采摘机器人 第10页，共23页，编辑于2022年，星期四 自动草莓采摘机器人.MP4 第11页，共23页，编辑于2022年，星期四 （一）果蔬采摘机器人定位系统 1.激光扫描测距技术 这种技术利用一束激光在物体表面逐点扫描，根据各点反射的信息判别物体的形状及空间位置。其测距原理有三种：脉冲飞行时间测距、相位差测距和差频测距。 利用这种技术能够达到很高的水果形状精度及空间位置精度，但速度比较慢，成本比较高。 第12页，共23页，编辑于2022年，星期四 2.利用两台摄像机所获得的图像差异计算目标的三维信息 这种技术跟人眼观察物体的方式很相似，他利用两台相隔一定距离的两台摄像机所获取的图像的差异，运用三角测距原理得到果实的有关位置的三维信息，这就是所谓的双目视觉系统。 这种技术相比较于激光测距技术精度低，但具有速度快、成本低的特点，在实际研究中得到了广泛应用。 第13页，共23页，编辑于2022年，星期四 （二）果蔬采摘机器人视觉系统的目标提取 大部分水（疏）果处于采摘期时，其果实表面颜色与北京颜色存在较大差异，而同一品种果实表面颜色相近，体现在色彩空间中果实颜色和背景颜色存在着不同分布的特性。 第14页，共23页，编辑于2022年，星期四 1.果实表面颜色样本采集 2.建立果实表面色彩空间参照表 3.果实图像分割 4.图像分割实验结果及讨论 第15页，共23页，编辑于2022年，星期四 果实表面颜色样本采集 1、使用数码相机直接从田中拍摄图片，并从这些图片中剪裁出成熟水果的区域 2、使用数码相机在各种自然光条件下（清晨、中午、傍晚