采摘机器人项目

采摘对象特点

  1. 表皮组织比较柔软,很容易损伤
  2. 蔬菜或者水果生长的位置具有随机性。挂果的位置是随机的,没有一定的规律
  3. 果实的成熟期是不具备一致性的。同一颗树上的果实有的熟透了,有的还没成熟
  4. 果实的大小和形状不一样。
  5. 成熟度不一样,差异大。苹果和西红柿通过看颜色来观察成熟度,西瓜或者甜瓜需要依据藤曼或者听声音来判断品质

草莓采摘机器人

  1. 机器人
  2. 机械手臂
  3. 测距

如何实现呢?

  1. 视觉系统
  2. 采集系统
  3. 识别系统
  4. 机械手臂
  5. 末端执行器

实现的要求

  1. 识别要准确
  2. 执行速度要快
  3. 机器人模仿人的动作

针对不同的果实,实现方式可能存在差异

比如,草莓这种,其特征是皮包质软,容易损伤,所以不能直接夹取果实,而是要夹取果柄;比如苹果这种,通过颜色和大小,形状来进行判别,那么就利用CCD成像以及图像处理来进行。

测距

远近测距,高低距离,空间位置,三自由度机械手来进行采摘

设计

  1. 可移动的地盘,可以是履带式的
  2. 图像采集
  3. PC处理器或者嵌入式微处理器
  4. 三自由度的直角坐标机械手
  5. 末端执行部分:包括剪断枝叶,夹住果柄或者果实

设计需要的部件

  1. CCD成像组件

将CCD成像组件固定在支架上,距离地面较远,可以获取的视场角较大,分辨率低

另外一个支架安装机械手的Z轴,可以随机让机械手运动

  1. 图像采集卡
  2. PC处理机

工作原理:

Camera1提取地面上可视区域内草莓图像,经过图像分割,然后提取可视觉区域内所有成熟草莓的重心位置,然后计算草莓的个数,并按照重心坐标之进行草莓排序。然后将机器人移动到机械手可以采摘的距离,机械手移动到第一个草莓重心处,摄像头2获取该草莓的图像,经过图像分割,然后提取该草莓的重心和采摘点位置,驱动机械手收获草莓,采摘完成后移动到第二个草莓的重心处,进行采摘。

机械手设计要求

  1. 机械手要充分考虑栽培方式,使得果实处于作业空间内,并且能够避免障碍物叶子和茎秆,并且能够准确的抓取到果实
  2. 机械手分类:直角坐标机器人,关节坐标机器人,圆柱坐标机器人,极坐标机器人

末端执行系统

  1. 末端执行系统一般采用电磁铁采摘
  2. 手爪要完成的功能有两个:切断和夹取,因此需要夹住和放下两个工作状态,并且能够在这两个状态之间进行来回切换,随机切换。

采摘机器人的性能指标

  1. 采摘速度
  2. 好果和畸形果的识别算法的准确度和算法的实时性
  3. 定位精度
  4. 干扰排除能力,枝叶这些故障的排除
  5. 图像处理系统运行速度
  6. 机械手的灵敏度
相关推荐
乌恩大侠2 小时前
【Spark】操作记录
人工智能·spark·usrp
一水鉴天2 小时前
整体设计 全面梳理复盘 之27 九宫格框文法 Type 0~Ⅲ型文法和 bnf/abnf/ebnf 之1
人工智能·状态模式·公共逻辑
极客BIM工作室2 小时前
GAN vs. VAE:生成对抗网络 vs. 变分自编码机
人工智能·神经网络·生成对抗网络
咋吃都不胖lyh2 小时前
小白零基础教程:安装 Conda + VSCode 配置 Python 开发环境
人工智能·python·conda
minhuan2 小时前
构建AI智能体:八十九、Encoder-only与Decoder-only模型架构:基于ModelScope小模型的实践解析
人工智能·模型架构·encoder-only架构·decoder-only架构
rit84324992 小时前
基于MATLAB的PCA+SVM人脸识别系统实现
人工智能·算法
一 铭2 小时前
Claude Agent Skills:一种基于 Prompt 扩展的元工具架构
人工智能·大模型·llm·prompt
连线Insight2 小时前
小马智行港股上市:自动驾驶从“技术追跑”到“商业领跑”的里程碑
人工智能
xier_ran2 小时前
深度学习:为什么不能将多层神经网络参数全部初始化为零以及如何进行随机初始化
人工智能·深度学习
扫地僧9852 小时前
[特殊字符]用于糖尿病视网膜病变图像生成的生成对抗网络(GAN)
人工智能·神经网络·生成对抗网络