基于目标识别、定位与控制技术的采摘机器人

一、成果基本信息

二、成果简介

    采摘机器人作为一种典型的智能农业装备，不仅集成了机器人、传感和控制等先进技术，而且需要适应复杂的农业场景，因此其开发和研制具有很高的技术难度。目前制约采摘机器人性能提升的技术瓶颈主要集中在目标识别、定位与控制等难题。本项目以刺梨、西红柿、樱桃采摘机器人为研究对象，围绕刺梨、西红柿、樱桃采摘机器人的目标识别、定位与控制技术展开研究，涉及刺梨、西红柿、樱桃采摘机器人的软硬件系统设计、图像处理、机器学习以及视觉伺服等方面的理论研究、技术实现和试验验证，本项目取得的成果包括：

（1）设计和开发了采摘机器人软硬件系统。设计了采摘机器人双机械臂结构、剪切式和气吸式两种末端执行器以及采摘机器人移动底盘。针对采摘机器人各子系统对控制性能的需求不同，研发了基于EtherCAT总线的采摘机器人驱动控制系统和基于Arduino的控制系统。采摘机器人的软件系统采用基于ROS的逻辑分层、功能模块化设计方案，编写了面向硬件的驱动层程序和面向功能的应用层程序。

（2）研究了一种基于特征图像融合的图像分割方法。通过提取L*a*b*和YIQ颜色空间模型下的a*-component特征图像和I-component特征图像，采用小波融合方法，对a*-component特征图像和I-component特征图像进行像素级融合。

（3）研究了一种基于级联分类器的目标识别算法。通过离线训练分别得到适用于目标识别的AdaBoost分类器和基于平均像素值的颜色分类器，采用级联的方式将两个分类器组合，用于采摘机器人的在线目标识别。

（4）研究了一种基于双目定位的采摘机器人控制方法。利用双目视觉获取采摘机器人作业场景的点云信息，构建起采摘机器人现场作业的三维虚拟环境，然后在虚拟环境中对目标果实进行空间定位，根据定位结果进行机械臂运动轨迹规划获取机械臂各关节的运动参量，最后控制机器人完成采摘作业。

（5）研究了一种基于视觉伺服的西红柿采摘机器人微操控制方法。使用眼在手上构型方式，构建起采摘机器人视觉伺服控制系统，然后建立采摘机器人的眼手关系模型，

三、成果转化预期：

社会效益：

  (1) 急速增长的农产品需求与农业劳动力的巨量缺口之间存在难以调和的矛盾，机器人代替人工从事农业生产是未

来农业的必由之路，而农业又恰恰是所有行业中应用机器人技术最晚的行业，因此有必要大力发展农业机器人技术；

  (2) 当前社会对食品安全问题非常关注，有效保障农产品的质量和安全是农业机器人技术的优势之一；

特别声明

1.本公告仅对成果进行推介，接受意向方咨询与洽谈，以上介绍中的内容仅供参考。

2.贵州阳光产权交易所通过自身网站及相关媒体发布的项目信息并不构成贵州阳光产权交易所对任何项目的任何交易建议。意向方应不依赖于已披露的上述信息并自行对项目的相关情况进行必要的尽职调查和充分了解。

项目联系人 ：赵经理  

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