果蔬采摘机器人技术研究进展和分析_周天娟

取 后 确定 出 黄瓜 果 实 的 采摘 点 末 端 执行 器 的 活动 刃 剪 切 掉 黄瓜
口 平 移接 近 固 定 刃 口
。
,
用 化 和 商 品 化还 有 一 定 的距 离
人 工成 本 高
素
器
,
。
利 用 这 种 方法 在 一 副无 论 是接 近 成 熟 或成 熟 的 还 是
! 年第 一 台 番 茄 采 摘 机
未成 熟 的 西 红柿 图像 里 象 里 识别 出 来
。
都 能 很快 地 将 西 红 柿 从 背 景 图
。
人 在 美 国诞 生 以 来
采 摘 机器 人 的研
多 年 不 过 由于
造 成 抓 取 失 败 或 损 伤蘑 菇
, 。
识 别 黄瓜
。
,
。
其 末端 执 行 器 上 装 有 果 梗 探 测 器 切 割 器 和 机
,
、
防止 因 对 不 准
、
械 手 指 采 摘 时 由机 械 手指 抓住 黄 瓜 后 果 梗 探 测 器 寻 找
果 梗 然后 切 割 器切 断 果梗 机 器人 采 用 基 于
,
姬 长 英 等 在 番 茄 采 摘 中运
,
用 双 目 立 体 视觉 技 术 对 红 色 番 茄 进 行定 位
, ,
将 图像 进行
、
照 相 机 获 取 草 毒 的 图像 计 算 出草 毒 中心 的 方 向 用 激 光 传
灰 度 变 换 而 后 对 图 像 的 二 维 直 方 图 进 行腐 蚀 膨 胀 以 去
每采 摘
个 线性 滑 动 自 由 度 采摘 成 功 率 约 采用
。
。
个 比 手工快
,
倍
。
。
日 本 开 发 的 黄 瓜采 摘 机 器 人
,
自 由 度 的机 械 黄 瓜 果 实垂 在
吉林 工 业 大 学 的 周 云 山 和 李 强 等 视 觉 技 术在 蘑 菇采 摘机 器 人 上 的 应 用
研 究 了机 器
, 。
,
端执 行器 也 会将 目标 果 实附 近 的 未 成 熟 果 实一 起 收 获 隙 的跨 垄 作 业
自由 度 的 草 蓦 采摘 机器 人 采 用 两 个
,
, ,
。
但 这种 机 器 人 的 反 应 较慢 动 作 笨 拙 未 能 形 成 产 品 南京 农 业 大 学 的 张 瑞合
, 、
上 海 交 通 大学 与 日 本 宫崎 大学 共 同 设计 研 制 了 高 地
感 器 测 量手爪 到草 葛 的距 离 采 用 两 个 直 的手 指 来 抓 取草
, 。
除 小 团 块 提 取 背 景 区 边 缘 然 后 用 拟 合 曲线 实现 彩 色 图 蓦 果 柄 避 免 了对 果 实 的 伤害
但对 于 草 墓 的 成 熟度 多 个
。
、
像 的 分割
,
,
将 番 茄从 背 景 中 分 离 出 来
通过 彩 色
。 ,
传 感 系 统获 取 彩 色 图 像 经
,
柑橘 采 摘 机 器 人
西 班牙 研 制 了 柑 橘 采 摘 机 器人 由 摘 果 手 彩 色 视 觉 系 统 和 超 声 传感 定 位器
、
过 图 像 处 理 进 行 目标 草幕 的 识别 和 定 位
进 而 控 制末 端
、 、
,
、
执 行器进 行 收 获
。
近 目标
。
别成 熟果 实
为 了 不 损伤果 实 末 端 执
,
,
日本 的 羽 藤 构建 了 关 于 草 葛果 实 生 长 日 常 变 化 的 数
行 器是 带有 软 衬 垫 的 吸 引 器
, ,
中 间有 个 车轮
,
据库
。
数 据库 包 括 花 白色 未 成熟 果 实 绿 色 未成 熟果 实
, , ,
,
,
,
日本京 都 大 学 的 川 村等
,
,
摄 像 机 检 测 目标果
。
人 开 始 了对 番 茄采 摘 机 器 人 的研 究 并 研 制 出 一 台 具有 械 手 的机 器 人
由 度 机器 人
、
实 然 后 末 端 执行 器 通 过 真 空 装 置 来 吸 入 果 实
果 来看
, ,
从试 验 结
,
自 由 度 关节 型 机
以 通 过 控制 真 空 吸 力 的 强 度
, 。
番 茄 传 统 栽 培 系 统 研究 出 了 一 台
。
、
不 过 一些 未
,
,
该 机 器人 由机械 手 末 端
要解 决 这个 问 题 可
执 行 器 视 觉 传 感 器 移 动 机 构和 控 制
部 分组 成
,
同 时 结 合 植 物形 态 学来 接
用 彩 色 摄像 机来 寻 找 和 识
、
这 种 方 法也 同 样 适 用 于 果 实 与 其 背 景 有
究 和开 发 已 经历 了
,
。
明显 不 同颜 色 特 征 的 图 像 草毒 采摘 机 器人
采摘 对 象 的 复 杂 性 和 工 作 环境 的 随 机
国 工 娟 周 口 大 业 院 铁 农 张 天 中 学 中 性 目 前 市 场 上 仍 没 有成 熟 的 商 品 化 的 采 摘机 器 人 出 现
器人 该 机 器人 包 括 台彩 色
, 。
,
。
该番 茄采摘 机器人 从 识 别 到 采 摘
个 成 功 率在
,
日 本 的 有 马 等 研 究 了 平 面栽 培 模 式 下 的 草 葛 采 摘 机
完 成的速 度大 约是
左右
,
。
自由 度 机 械手 气动 的末 端 执行器
,
,
韩 国 农 业机 械 化 研 究所 也 在 进 行 番 茄采 摘 机 器 人 的
手 能 在 倾 斜棚 支 架 下 工 作 这 种 支架 栽 培 方式 是 为 利 于 机 械化 采摘 而 在 传 统 栽 培 方 式 下 改 良 的
,
该 系 统 主 要 由蘑
、
菇 传 送带 摄 像 机 采 摘机 械 手
、
、
、
自 由度 气 动 伺 服 机 构
。
、
倾 斜 棚 的 下 侧 便 于 黄 瓜 与 茎 叶 分 离 使 检 测 与 采摘 更 容
。
采摘
上 水 果 识 别 方 法 并 用 于 树 上 柑 橘 进 行 了 试验
。
安装 在行 走 自 由度 机械
、
蘑菇 采 摘 机 器 人
英 国西 尔 索 研 究 所 开 发 的采 蘑 菇 机 器 人 装 有 录 像 机 红 外线 测 距 仪 和 视觉 分析 软 件 能 首 先 确 定 哪 些 蘑 菇
该 研究 在荷 兰 的 温 室 里进 行 黄 瓜 按 照 标 准 的
,
方法
。
分 别 提 出 了基 于 彩色 信 息 和 红 外 热 成 像 技 术 的 树
,
园 艺 技 术 种 植 并 培 养 为 高拉 线 缠 绕 方式 吊挂 生 长 用 的 末 端 执行 器 由机 械 手爪 和 切 割 器 构 成
,
。
对 目标 进 行标 定
,
草 墓 遮 挡 以 及 生 产实 际应 用 等情况 尚未进 行 研 究
后 用 面 积 匹 配 实现 共 扼 图像 中 目标 的 配 准 运 用 体 视成
洲
中 国农 业 大学 的 张 铁 中 等人 针 对 我 国 常 见 的 温 室 里
下
专题综 述
垄 作 栽 培 的 草墓 设 计 了
可 以 采摘 以 及 属 于 哪 种 等 级 然 后 测 出 其 高 度 以 便 采摘 它 每 分钟 能 摘 蘑 菇
,
车上
。
,
,
行 走 车为 机 械手 的 操 作 和 采 摘 系 统 的初 步 定 位 服
务 机械 手有 为
,
个 自由 度 采 用 三 菱
条 黄瓜 需 时
, , 。
,
一
,
,
手 在 底 座 上 增加 了
、
,
当 目标 与 摄 像 机 的 距 离 为
一
、 。
摘 输 送 装 箱 等 相 关作 业 任 务 的具 有
时 深 度 误差 可 控 制 在 江 苏 大学 机 械 工 程 学 院 的 陈 树 人
感知 能 力 的 自动 化 机 械 收 获 系 统 是识 别 和 定 位果 实
,
。
设
。
尹建 军 等 提 出 了
。
近 藤 等 人 研制 出气 吸 式 草 毒 采 摘机 器 人
,
针对 特 定 种草
栽 培模 式
番 茄 采 摘 机器 人
— 葛 采 摘机 器 人 并 分 别 进行 了 试 验
机 械 手结 构 相 似 的 是 通 过 彩色
,
坡 面上 种植 和 平 面种 植
。
,
研 制 出了
这 些 机 器 人有 不 同的
年
种 采 摘机 器人
。
分 别 采 用 桥架
,
过 对 果 实 叶 枝 等 的 色 泽信 号 浓 度 频 率 谱 图 的 分 析 求 出 阂值 然 后 运 用 此 值 对 彩 色 图 像 进行 二值 化处 理
,
、
、
,
式
、
自 由 度 龙 门式 和
,
自 由度 直 角 坐 标 形 式 的 机械 手进
。
行 跨 行收 获
, ,
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