2019广东科学技术奖公示表

2019年度广东省科学技术奖公示表项目名称轻量化水果采摘视觉机器人关键技术

主要完成单位华南农业大学

仲恺农业工程学院

广东若铂智能机器人有限公司

主要完成人（职称、完成单位、工作单位）1.邹湘军（职称：教授、工作单位：华南农业大学、完成单位：华南农业大学、主要贡献：总负责人，在立项、科研、成果应用中起关键作用，并负责实施。创新提出了总体技术方案、荔枝和番石榴等南方特色水果采摘机器人设计、立体视觉与机构关联定位算法，对末端执行机构进行创造性设计与制造，第一发明人授权发明专利14件，在发明专利代表作的第1，3，9，2项发明点做出创新性贡献、第1作者授权的软件著作权7项。以通信和第1作者发表的SCI、EI收录的论文100余篇，相关论文体现在代表作中）。

2.王红军（职称：教授、工作单位：华南农业大学、完成单位：华南农业大学、主要贡献：发明了基于高光谱技术的球形水果的检测装置，进行了水果采摘装置及方法的相关技术研发，对主要发明点中第2项发明点做出了创造性贡献，发表相关论文20余篇）

3.熊俊涛（职称：教授、工作单位：华南农业大学、完成单位：华南农业大学、主要贡献：发明了虚拟与真实机器人集成方法、设计了类圆果蔬采摘末端执行器，提出了夜间荔枝的视觉识别定位及采摘点算法，对发明点中第1、2项发明点做出了创造性贡献，发表相关论文20余篇，体现在代表作中4篇）

4.唐昀超（职称：副教授、工作单位：仲恺农业工程学院、完成单位：仲恺农业工程学院、主要贡献：主要参与采摘目标视觉检测的相关算法研发，对主要发明点1做出了创造性贡献，本人是第3、5、6篇代表性论文的通讯作者，在视觉跟踪动态目标三维重构算法上具有创造性贡献）

5.张胜（职称：高级工程师、工作单位：广东若铂智能机器人有限公司、完成单位：广东若铂智能机器人有限公司、主要贡献：主要完成轻量化采摘机械臂的研究，对主要发明点3做出了创造性的贡献。在原创的轻量化机器人的驱动、控制算法、机械臂与装置的设计与制造上.以第一发明人获得实用新型专利65件、软件著作权21件）

6.陈燕（职称：副教授、工作单位：华南农业大学、完成单位：华南农业大学、主要贡献：主要参与视觉检测方法的相关研究和末端执行器的设计，是所列知识产权中第7、8项发明专利的第一发明人）

7.林桂潮（职称：无、工作单位：华南农业大学、完成单位：华南农业大学、主要贡献：完成了自然环境下果实检测的相关方法研究，进行了水果采摘试验,对所列发明点第1、2、4项做出了创造性贡献；是第3、5、6篇代表性论文的第一作者）

8.彭红星（职称：副教授、工作单位：华南农业大学、完成单位：华南农业大学、主要贡献：主要完成视觉检测与图像算法与软件开发）

9.陈明猷（职称：无、工作单位：华南农业大学、完成单位：华南农业大学、主要贡献：主要完成立体视觉检测方法与动态目标跟踪算法、三维曲面重构的软件开发）10.黄矿裕（职称：无、工作单位：华南农业大学、完成单位：华南农业大学、主要贡献：完成立体视觉检测方法与动态目标跟踪算法、机器人与视觉通信的软件开发）

项目简介我国农业人口老龄化严重，农业适龄劳动力紧缺，为确保水果及时采摘，本项目研究了复杂环境下的水果采摘机器人。项目首先自主开发了立体视觉感知系统，通过视觉系统检测和定位野外水果；其次，根据水果力学和形态特征，设计了串类和圆状水果采摘末端执行器；第三，自主开发了轻量化6自由度机械臂及其控制器，原创了控制与驱动系统，同比功能与负载相同的机器人轻10倍，便于机械臂在复杂地形中用自

主导航车带动；最后，研究了自动导航平台，使机器人能自主地在果园行走。野外作业表明，基于该项目技术的水果采摘机器人能有效地采摘水果。轻量化采摘机器人成果已通过鉴定，达到国际先进水平。

代表性论文专著目录论文1：Vision-based extraction of spatial information in grape clusters for harvesting robots

论文2：基于机器视觉的自然环境中成熟荔枝识别

论文3：Fruit detection in natural environment using partial shape matching and probabilistic Hough transform

论文4：RRT-based path planning for an intelligent litchi-picking manipulator

论文5：Guava Detection and Pose Estimation Using a Low-Cost RGB-D Sensor in the Field

论文6：Color‑, depth‑, and shape‑based 3D fruit detection

论文7：A method of green litchi recognition in natural environment based on improved LDA classifier

论文8：Visual positioning technology of picking robots for dynamic litchi clusters with disturbance

论文9：The recognition of litchi clusters and calculation of picking point in nocturnal natural environment

论文10：复杂环境下异形多目标识别与点云获取算法

知识产权名称专利1：<一种基于视觉和超声传感的可避障自动导航方法及自动导航车>（ZL201410709815.7）

专利2：<基于虚拟机器人与真实机器人集成的采摘系统及方法>（ZL 201410268374）专利3：<一种智能纤维增强复合材料夹持装置及其应用>（ZL201710058143.1）

专利4：<一种香蕉采摘装置及采摘方法>（ZL201310391093）

专利5：<一种基于高光谱技术的球形水果的检测装置>（ZL2015108451530.0）

专利6：<类圆果蔬采摘末端执行器、方法及机器人>（ZL201310495296.4）

专利7：<一种排序视觉检测分级机>（ZL201610508628.1）

专利8：<一种夹剪式机械臂末端执行器>（ZL201610844364.7）

专利9：<一种不规则平面零件的分类和识别定位算法>（ZL201710307447.7）

软件著作权1：<伺服系统软件V1.0>(2018SR757808)

推广应用情况1.应用单位：惠州市惠阳区镇隆山顶村荔枝专业合作社；应用起始时间：2017年4月；效果：轻量化水果采摘视觉机器人在专业合作社进行的荔枝采摘应用中能顺利完成荔枝采摘，效果优良。

2. 应用单位：佛山世寰智能科技有限公司；应用起始时间：2017年5月；效果：轻量化水果采摘视觉机器人在农业观光园中的番石榴采摘应用中能顺利完成番石榴采摘，效果良好。

3．应用单位：惠州市果皇农业科技有限公司；应用起止时间：2016年5月-2018年7月；效果：水果采摘视觉机器人能顺利采摘荔枝，效果良好。