北京农业智能采摘机器人处理方法

智能采摘机器人（苹果）：24小时全自动。美国光是苹果果园的收入，每年都能创造大约40亿美元。由于季节性农场劳动力越来越匮乏，农场主们希望能有一台机器人能帮助他们在苹果成熟的时候进行采摘。目前已经有公司发明了这样的采摘苹果的机器人，它通过树上抽真空的方式来采摘苹果。其实类似于采集苹果和梨等机器人在过去几年已经有人研究了，不过靠机器来识别水果并采集目前还是个挑战，如果能突破这点，实现24小时全自动机器采集将不成问题。 机械手在系统的控制下，z轴电机转动，带动手臂上下移动。关节处的电机带动手臂的打开和收回。北京农业智能采摘机器人处理方法

智能采摘机器人还分为很多种类，比如说有番茄采摘机器人，草莓采摘机器人。番茄采摘机器人使用的小型镜头能够拍摄7万像素以上的彩色图像。首先通过图像传感器检测出红色的成熟番茄，之后对形状和位置进行精细定位。机器人只会拉拽菜蒂部分，而不会损伤果实。在夜间等无人时间带也可进行作业。采摘篮装满后，将通过无线通信技术通知机器人自动更换空篮。可对番茄的收获量和品质进行数据管理，更易于制定采摘计划。正在研发中的型号采摘1颗番茄需要花费20秒左右，今后将进一步提高传感器性能，采摘速度有望提高至6秒。好的智能采摘机器人，熙岳造！江苏现代智能采摘机器人按需定制通过夹爪摄像机对小番茄识别及位置定位，并将位置信息传递给机械手。

该智能采摘机器人主要由两部分组成：两自由度的移动载体和五自由度的机械手。其中，移动载体为履带式平台，加装了主控PC机、电源箱、采摘辅助装置、多种传感器；五自由度机械手由各自的关节驱动装置进行驱动。此开链连杆式关节型机器人，机械手固定在履带式行走机构上，采摘机器人机械臂为PRRRP结构，作业时直接与果实相接触的末端操作器固定于机械臂上。机械臂一个自由度为升降自由度，中间三个自由度为旋转自由度，第五个自由度为棱柱关节。由于苹果采摘机器人工作于非结构性、未知和不确定的环境中，其作业对象也是随机分布的，所以加装了不同种类的传感器以适应复杂的环境。其采用的传感器分为视觉传感器、位置传感器和避障传感器三类。

番茄智能采摘机器人怎么工作的呢？番茄串的采收环境复杂，果实体积相对较大，机械臂采收运动路径规划不仅要考虑如何采摘，还需要考虑采摘后如何避开障碍，并从复杂环境中提取出番茄串。为此，该研究以温室栽培的番茄串采摘为对象，提出了基于空间分割的实时运动路径规划算法。首先通过聚类拟合环境中的枝条，简化空间障碍物；然后分割采摘空间，筛选可行采摘空间，并引入评价函数选取比较好采摘空间，指导机械臂以合理有效的姿态完成采摘；在采摘任务的基础上加入实时避障子任务，引导机械臂躲避障碍完成任务，保证采摘番茄串任务安全无损。在以上研究的基础上，通过大量采收试验验证算法的有效性。前端安装2台200w像素工业相机，在前进时对前方的道路进行观察，躲避障碍物，运动速度5km/h。

智能采摘机器人作业时，上下两指同时合拢，当两指接触到番茄穗所在主枝干后，限位开关发出信号，气缸驱动的上下两指并拢夹住并切断果穗，而后推板接触果穗，以防止果穗在运输过程中的抖动。试验表明末端执行器的采摘成功率约为50％，原因是末端执行器难以稳定进入枝叶间夹住主穗轴、气压不足以产生足够夹持力和果实掉落。成穗采摘方式无法适应同一果穗上番茄成熟期的差异，其适用性依赖于番茄新品种和新栽培技术的进展以及特定的市场需求。机械手臂就如同“手”一样采用合适的力度采摘西红柿，并且不会破损或者用力过度。江苏现代智能采摘机器人按需定制

将拍完的照片通过计算机图像处理技术。北京农业智能采摘机器人处理方法

熙岳从农业行业当前的情况出发，设计和研发了智能采摘机器人。水果和蔬菜既是人类生活中必不可少的食物，也是重要的经济作物。据统计，2017年全球的水果和蔬菜产量分别达6.8亿t和12.6亿t，其中全球鲜食果蔬与加工果蔬的比例约为7:3。中国蔬菜、水果的种植面积和产量均稳居世界前列，但其加工果蔬的比例占5％左右。在我国，近年来农业劳动力特别是青壮年劳动力也迅速向其他行业转移，农忙季节广大农村开始出现劳力荒，农村留守老人、妇女的劳动强度增加，生产效率明显降低。果蔬生产的快速发展和农业劳动力短缺、劳动强度过大的矛盾日益显现，而替代选择性收获这一复杂人力劳动只有通过采摘机器人技术的深入研究才能实现。果蔬采摘机器人的研究开发，对于减轻农业从业者的劳动强度、解放农业劳动力和提高果蔬的集约化生产水平，都具有重要的意义。北京农业智能采摘机器人处理方法

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