温室番茄采摘机器人：定位与执行器关键技术

"温室串番茄采摘机器人关键技术研究" 本文主要探讨了温室环境下的串番茄自动采摘机器人的关键技术研发，由纪超、张震华等人完成，得到了农业科技成果转化资金项目和国家自然科学基金等多个项目的资助。该研究旨在提升温室串番茄的采摘自动化程度，减少人力成本，并提高采摘效率。 首先，研究中重点解决了采摘点定位问题。为了实现精准的果实识别，研究人员开发了一种基于红绿色差R-G的串番茄果实识别算法。此算法能够有效地计算出果实区域的形心和边界信息，确保机器人能够准确地找到番茄果实的位置。这对于后续的采摘操作至关重要，因为精确的定位能避免对未成熟或过熟果实的误摘，以及对植物其他部分的损害。 其次，针对番茄串果梗的自然生长特征，他们提出了一种基于绿蓝色差G-B与等距分块法的采摘点提取算法。这种算法可以更准确地确定最佳采摘位置，考虑到果梗的结构和果实的成熟度，确保在采摘过程中对果梗的切割既快速又无损。 再者，为了完成采摘过程中的剪切和加持动作，研究团队设计了一种基于柔性传动的剪刀式末端执行器。这种末端执行器能够在采摘时兼顾剪切果梗和稳定果实，减少了因机械力过大而导致的果实损伤。它的设计充分考虑了采摘过程中的柔性和精度需求，提高了采摘的成功率。 在实际操作中，机器人规划了完整的采摘动作流程，并在温室环境下进行了采摘试验。试验结果显示，机器人的采摘成功率达到了86.67%，平均采摘一串番茄所需时间为37.57秒。这一成果表明，所研发的采摘机器人系统在提高采摘效率和降低人工劳动强度方面具有显著优势。 关键词涵盖了串番茄、采摘机器人、采摘点定位、末端执行器和试验，这些都是该研究的核心内容。该研究对于推动农业机器人技术的发展，特别是在果蔬采摘领域的应用，具有重要的理论和实践意义。通过不断优化和完善，这类机器人有望在未来的大规模温室种植中发挥更大的作用。