
MOSP: A Multi-Orientation Sequential Picking Planning for Robotic Harvest of Breeding Cotton
棉花的导向识别和定位
模块1:OrentCot-YOLO模块(机器人的"眼睛")
给机器人装了个专门识别棉花的AI模型,找到了棉花,还得分清它朝哪个方向
基础模型:YOLOv11
针对性改造(关键优化):
输入预处理:给图片做亮度、对比亮度整
特征提取优化:加了一层卷积层、加了SE注意力模块
特征融合优化:调整了模型里不同尺寸特征的通道数,让它能同时识别不同尺寸的棉花特征,计算量少了38%
检测头优化:改了模型的输出部分,不用预设锚框,结合专门的损失函数,提升密集小棉花的识别准确率
模块2:棉花三维定位
核心原理:用相机的投影模型,把2D图片里的棉花位置,转换成3D空间坐标
具体步骤:第一步:在RGB图片里,用YOLO模型找到棉花,标出它在图片里的像素坐标(U,V)
第二步:用深度相机拍的对齐深度图,找到棉花对应的深度值
第三步:用相机的内参(焦距f,光心坐标c)
模块3:目标优先级选择(机器人采摘顺序)
第一步:按行筛选:先按机器人前进方向(Y轴)给棉花排序,优先采摘前面的
第二步:筛选候选目标,以当前要摘的棉花未参考,只选和它Y轴方向不超过50-150mm的棉花,保证采摘的连续性
第三步:距离加权,计算机械臂当前位置和每个候选棉花的三维距离,距离越近优先级越高
模块4:收获导向判断(机器人的采摘姿势)
棉花有朝向,机械臂不能谁便伸手过去摘,不然容易把棉花碰掉,所以要根据棉花的朝向选择最合适的采摘面
核心思路:把棉花的朝向和机械臂的5个采摘面做匹配,选方向最贴合的哪个面去摘