果蔬采摘机器人

建立色彩空间参照表
• 建立色彩空间参照表的过程，实际上就是 样本像素在色彩空间的分布过程。
果实图像分割
• 有了果实表面颜色色彩空间参照表以后， 很容易判断一个像素点是否为目标像素点 • 判断方法：在每个像素点的5×5邻域内统 计目标像素点个数，超过半数时则认为该 点是目标像素点，否则认为是非目标像素 点。
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
二、草莓采摘机器人
源自文库 自动草莓采摘机器人.MP4
（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。
• 展望：
采摘智能化机器人的研究需要在一下几个方面进 行努力： 1 开发出智能化程度高的视觉处理系统，能够对 要采摘的成熟果蔬进行准确的识别和精确定位。 2 提高图像处理硬件的处理速度，优化软件的算 法，同时简化机器人结构，降低控制难度，从而 提高采摘工作效率 3 设计开放式的采摘机器人，提高机器人的通用 性。通过更换末端执行器既能采摘不同的果蔬， 提高机器人使用效率。
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、晴天和阴天）拍摄成熟 果实，并拍摄相对应的背景（水泥地面以 及树叶、杂草等） 3、在可控光强的光箱中用彩色摄像机（使 用图片采集卡）采集各种光照条件下的真 实果实的图片
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。
（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。
• 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
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。
• 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。
• 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。
• 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
图像分割实验结果及讨论
目标分割实验结果
返回
农业机器人的发展与展望
• 发展
目前，大部分果蔬采摘机器人还处于研究阶段，离实用化 和商品化还有一定的距离。其主要原因是： 1.机器人智能化程度没有达到农业生产的要求。农业生产 的非结构性和田间工作的不确定性要求采摘机器人具有较 高的的智能和柔性生产的能力。 2.采摘效率不高，普遍低于人工采摘。这主要是由于图像 处理时间较长，以及机器人的自由度多，对其控制需要话 费较长时间。 3.机器人的制造成本较高，而且其应用的季节性较强，使 用效率较低。
• 国内外发展现状
• 技术原理
• 农业机器人的发展与展望
• 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。
果蔬采摘机器人技术原理
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
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