溫室采摘機械臂的研究與應用現狀及展望.pdf

寧夏農林科技 Ningxia Journal of Agri and Fores Sci Pick Agriculture Greenhouse 13 65卷08期 圖3 四輪底盤 圖2 氣動柔性機械爪抓取草莓 圖1 移動機器人平臺 MRP 表1 近年來為草莓采摘設計的采摘機械臂 作物 使用的 機械臂 自由度 末端執(zhí)行器 試驗結果 發(fā)明人 草莓 Ur3e 6 氣動柔性 機械爪 成功率78 破損率23 RENGQ等 2 草莓 DensoVS 6556G 6 吸盤 電熱絲切刀 成功率86 平均時間31 3s 馮青春等 3 5 草莓 MitsubishiRV 2AJ 5 包覆式機械手 成功率53 6 平均時間7 5s YAX等 6 7 草莓 Noronn 3 包覆式機械手 高精度模式89 2 89 9 高密度模式98 9 GEYY等 8 9 草莓 Octinion 6 柔性機械手 平均時間4s PRETERAD等 10 的生長狀態(tài)并無損地收獲成熟的草莓 開發(fā)了一種 基于規(guī)則的草莓生長場景分類算法 提高了收獲效 率 使用YOLOv4 tiny模型進行草莓的成熟度檢測 該模型通過深度學習算法 結合RGB和深度圖像 計算每個草莓的三維位置 成熟草莓的平均檢測精度 達到了96 4 并使用氣動柔性機械爪 圖1 圖2 通過拖動和旋轉動作來采摘草莓 成功率為78 損 壞率為23 馮青春等 3 5 于2012年設計了一款專門用于采收 溫室內高架栽培草莓的機械臂 采用聲納導航的四輪 底盤和6自由度雙目視覺機械臂 圖3 圖4 開發(fā)了 一款吸附果實 抓取和電熱絲切割果梗的無損末端執(zhí) 行器 在試驗中自動識別100個成熟草莓目標 成功 采摘率為86 平均每次采摘操作耗時31 3s 單次 操作時間較長 針對該機械臂的一些缺陷 馮青春等 3 5 又于2019年進行了改進 采用了遠近結合視野技術 遠視攝像頭識別成熟的草莓并獲取其位置 近視攝像 頭用于準確定位果柄的切割點 重新開發(fā)了一套使用 兩指抓握果梗 并使用上方切割器切斷果梗 全程無 需接觸果實 最大限度保護了果實的完整 在試驗中 改進后的機器人成功采摘率為84 平均每個草莓的 采摘時間為10 7s 立體攝像機 柔性機械爪 機械臂 工控機 采集筐 移動底盤 劉天鴻 等 溫室采摘機械臂的研究與應用現狀及展望14 65卷08期 劉天鴻 等 溫室采摘機械臂的研究與應用現狀及展望 圖7 6自由度櫻桃番茄采摘機械臂 圖4 6自由度雙目視覺機械臂 圖6 6自由度機械臂 圖5 5自由度草莓采摘機械臂 YA X等 6 7 設計了一款基于Thorvald 底盤的 5自由度草莓采摘機械臂 圖5 使用RGB D相機和 顏色閾值算法快速檢測和定位成熟草莓 開發(fā)了一款 機械手 6個覆蓋手指可以同時打開 形成1個封閉 的環(huán) 從下方 吞下 草莓 然后將莖推到切割區(qū)域切 斷果梗的末端執(zhí)行器 在試驗中采摘單個草莓的平均 采摘周期為7 5s 成功率為53 6 包括損壞的成功 率為59 0 GE Y Y等 8 9 在溫室中使用深度學習和計算機 視覺技術 精確確定了機械臂和夾持器應用中的三維 水果位置 在各種相機類型中 飛行時間相機在精確 3D表示方面表現更佳 研究人員調查了7種水果定 位方法 發(fā)現從2D圖像和深度信息推導3D盒子的 方法速度更快 效果更好 為選擇適用于采摘小尺寸 樣本的相機和末端執(zhí)行器提供了依據 PRETER A D等 10 開發(fā)了一款專門用于采摘高 架草莓的6自由度機械臂 圖6 RGB攝像頭通過分 析顏色 來確定草莓位置 并使用柔性機械手自下而 上采摘高架草莓 該機械臂的樣機能夠在4s內采摘 草莓 1 2 番茄采摘機械臂 由表2知 GAO J等 11 設計了一款安裝在軌道上 的6自由度櫻桃番茄采摘機械臂 圖7 開發(fā)了一種 氣動控制的尼龍機械指 集成了指狀夾持器 旋轉 和伸縮氣缸 RGB D相機等 對比了伸縮和旋轉兩 種采摘方式 發(fā)現旋轉方法在施加力和干擾方面優(yōu)于 伸縮的方法 為設計末端執(zhí)行器提供了借鑒 在試驗 中采摘單個櫻桃番茄的平均循環(huán)時間為6 4s 不同方 向采摘櫻桃番茄的采摘成功率分別為84 右 83 3 后 79 8 左 和69 4 前 失誤原因主要 是碰撞和定位誤差 機械手 機械臂 采集筐 Thorvald 平臺 RGB D相機 電腦 機械臂控制器 紅外傳感 控制器 機械手 控制器 15 65卷08期劉天鴻 等 溫室采摘機械臂的研究與應用現狀及展望 圖8 人形機器人 圖9 番茄采摘商用機械臂 表2 近年來為番茄采摘所設計的機械臂 作物 使用的機械臂 自由度 末端執(zhí)行器 試驗結果 發(fā)明人 番茄 AUBOi5 6 氣動控制尼龍機械指 平均時間6 4s 最高成功率84 右 最低成功率69 4 前 GAOJ等 11 番茄 Ur5 6 三爪機械手 平均速度23s YAGUCHIH等 12 番茄 HRP2W 7 特制剪刀 驗證了人形機器人 采摘的可行性 CHENXY等 13 番茄 Motoman 6 吸盤 機械爪 吹氣電磁閥 交替模式70 復合模式83 3 劉繼展等 14 16 番茄 DENSOVS 6556G 6 夾剪一體式 采摘成功率83 平均時間8s FENGQC等 18 19 番茄 6 柔性機械爪 第一次成功率86 第二次成功率96 于豐華等 20 YAGUCHI H等 12 使用ur5機械臂和PS4雙目攝 像機 末端執(zhí)行器采用三爪式機械手 通過抓取 旋轉 和伸縮的方式來摘取果實 最終每次的采摘速度達到 23s 同課題組的CHEN X Y等 13 使用HRP2W人形 機器人 圖8 在頭部和手部都安裝了RGB D相機 且雙手都采用了7自由度機械臂并配備特制剪刀 能 夠同時剪切和抓取番茄 但目前還不能實現全自動化 運行 該研究驗證了人形雙臂采收機器人的可行性 劉繼展等 14 16 通過集成自設計的末端執(zhí)行器和 Motoman商業(yè)機械臂 圖9 實現番茄采摘機器人的 手臂協(xié)調控制 末端執(zhí)行器通過吸盤和機械爪來分離 和固定目標番茄再用吹氣電磁閥吹氣分離果實 試驗 結果表明 交替模式和復合模式的采摘成功率分別為 70 0 和83 3 同團隊的LI Z G等 17 對Motoman sv3x 機械臂以及3自由度的機械爪式末端執(zhí)行器進行了 運動學分析 確定了此類機械臂能夠在溫室內高效地 進行采摘任務 馮青春等 18 19 用能在地面和軌道上移動的軌道車 作為其載體 集成了一個5自由度機械臂 圖10 采 用視覺伺服單元識別和定位成熟的果實 并根據果實 的機械特性設計了抓剪一體式末端執(zhí)行器 以實現抓 取和分離 通過田間試驗對新研制的機器人進行了性 能評估 結果顯示其成功采摘率為83 單次成功采 摘周期為8s 于豐華等 20 用麥克納姆輪全向移動平臺作為機 器人的移動底盤 采用由Raspberry Pi 4B控制器驅動 的深度相機作為成熟番茄的識別裝置 并在底盤上平 臺安裝風力補償風機用于提高被葉片遮擋的番茄識 別率 設計了一種附有薄膜壓力傳感器的柔性手爪可 以精準控制采摘力度防止番茄損傷 在試驗中第1次 采摘成功率為86 第2次成功率為96 16 65卷08期 劉天鴻 等 溫室采摘機械臂的研究與應用現狀及展望 圖12 基于升降底盤的采摘機械臂 表3 溫室中其他作物的采摘機械臂 作物 使用的機械臂 自由度 末端執(zhí)行器 試驗結果 發(fā)明人 甜椒 Ur5 6 吸盤 振動刀片 成功率76 5 LEHNERTC等 21 甜椒 FanucLRMate200iD 6 機械爪 振動刀片 平均速度24s ARADB等 22 黃瓜 MitsubishiRV E2 7 夾持器和吸盤 熱切割裝置 成功率80 平均時間45s VANHENTENEJ 等 23 24 黃瓜 4 柔性機械爪 切刀 成功率85 平均時間28 6s 紀超等 25 26 樹莓 Ur5 6 硅膠夾持器 采摘成功率80 KAIJ等 27 茄子 4 機械爪 成功率89 平均時間37 4s 宋健等 28 29 圖10 軌道車載體的機械臂 圖11 辣椒采摘機械臂 1 3 其他溫室作物采摘機械臂 由表3知 CLEHNERT等 21 采用UR5機械臂與 自制真空夾持器進行融合 使用振動刀片進行柄切 割 實現辣椒采摘 圖11 該研究通過一種新的磁解 耦機制 使抓取和切割操作可以獨立進行 提高了操 作的靈活性 試驗中成功率達到了76 5 ARAD B 等 22 設計了一款使用升降底盤將手臂定位在作業(yè)區(qū)域 的采摘機械臂 圖12 其末端執(zhí)行器集成了RGB D 相機 LED照明 六指機械爪 振動刀片 在試驗中采 收平均時間24s 采摘成功率為61 早些年荷蘭的VAN HENTEN E J等 23 24 對黃瓜 采摘機械臂進行研究 采用1個自主移動平臺 7自由 度機械臂 末端執(zhí)行器和兩個視覺系統(tǒng) 末端執(zhí)行器 采用熱切割的方式通過高頻電流切割黃瓜的莖 防止 病毒在植物間傳播 在溫室測試中 機器人成功率為 80 平均每45s采摘1根黃瓜 近些年國內的紀超 等 25 26 設計了一款4自由度搭載輔助光源的黃瓜采摘 機械臂 末端執(zhí)行器使用柔性抓手和不銹鋼切刀 試驗 中采摘成功率達85 平均采摘時間為28 6s KAI J等 27 提出了一種傳感物理模擬器 用于在 實驗室中訓練機器人采摘樹莓 無需依賴季節(jié)性田間 測試 該系統(tǒng)由6自由度機械臂和由Dynamixel電機 驅動的硅膠夾持器組成 通過模擬機器人與易碎水果 的交互 提高了抓握性能 在溫室樹莓試驗中取得了 80 的成功率 該方法減少了對成本較高的田間試驗 的依賴 為訓練采摘機器人提供了新的思路 RGB D相機 末端 執(zhí)行器 UR5機械 臂和抬升 機構 定制移 動底盤 17 65卷08期劉天鴻 等 溫室采摘機械臂的研究與應用現狀及展望 宋健等 28 29 早些年開發(fā)了一個具有4自由度的茄 子采摘機械臂 采用基于直方圖的固定雙閾值法對 G B灰度圖像進行分割 提取果實目標的特征 如輪 廓 面積 質心等 在試驗中單攝像頭測距誤差在18mm 以內 抓取成功率為89 平均耗時37 4s 2 難點及關鍵技術 目前采摘機械臂面臨著幾個主要難點 如何精 準識別果實 在復雜的種植環(huán)境中分辨果實與背景的 差異 末端夾具的設計也是一個關鍵難點 必須確 保在采摘過程中不損傷果實 同時具備足夠的靈活性 和適應性 2 1 目標識別技術 果實的目標識別技術是采摘機械臂的關鍵 視覺 信息的準確 快速獲取意味著識別和定位的準確性 能夠為果實采摘奠定基礎 自然環(huán)境中的果實普遍存 在著因果實重疊 30 31 果實被葉片和枝條遮擋 32 光照 變化 33 從而導致圖像不清晰的情況 34 根據顏色特征 的不同 采摘對象可以分為顯著色差系果蔬和近色系 果蔬 顯著色差果蔬的果實顏色與背景葉片有明顯差 異 如番茄和草莓 色彩差異是區(qū)分果實和背景的重 要依據 對于近色系果蔬 如黃瓜和西瓜 果實在成熟 期與背景葉片的顏色差異不明顯 難以通過顏色特征 識別果實 在可見光波段之外 尋找果實與背景葉片 之間存在顯著反射特性差異的光譜波段是識別近色 系果蔬的重要途徑 35 2 1 1 國內研究現狀 紀超等 35 36 研究了基于顏色和形態(tài)特征的草莓采 摘信息獲取方法 并對草莓果實采摘信息獲取方法進 行了試驗 結果表明草莓識別成功率為94 2 采摘點 定位準確率為93 通過研究立體種植模式下小型西 瓜果實 莖 葉片的光譜反射特性差異 開發(fā)了基于近 紅外圖像的小型西瓜釆摘信息獲取方法 識別成功率 達86 馮青春等 37 38 對如何提高果實的目標識別率 進行了大量研究 提出了一種基于高動態(tài)范圍成像技 術的番茄植株圖像色彩校正方法 以克服復雜自然光 照條件對作業(yè)對象色彩穩(wěn)定呈現的客觀限制 對番茄 植株主莖動態(tài)跟蹤和立體測量方法進行了研究 提高 了對葉 果和花等目標的搜索效率 39 針對黃瓜采摘 機器人遠景定位精度不高以致切傷果實和莖蔓的問 題 設計了一種基于機器視覺具有空間位置反饋功能 的末端執(zhí)行器 采用遠近景組合閉環(huán)定位方法對采摘 目標進行閉環(huán)定位 解決了采摘機器人一次遠景定位 誤差較大的問題 40 袁挺等 41 基于近紅外圖像的黃瓜 果實與莖葉的信息表達方法 分析了黃瓜采摘深度 圖像信息的特點 有效實現了近色系生物信息的圖 像識別 GUAN Z X等 42 提出了一種方法 利用YOLOv5 來確定番茄與果梗之間的位置關系 從而減少需要關 注的果梗區(qū)域 接著 將果梗邊緣框的中心確定為采 摘點 雖然空間約束提高了識別的準確性 但對于過 短或被覆蓋的莖仍然難以識別 MIAO Z H等 43 結合 了傳統(tǒng)的圖像處理技術和YOLOv5網絡 并通過莖 ROI的空間約束來提升番茄和莖的識別精度 最終 采摘位置的平均偏差達到了2mm 但在復雜光照和 背景干擾下 莖的識別準確率較低 BAI Y H等 44 提 出了一種基于機器學習的圖像分析算法 用于在復雜 環(huán)境中自動識別和定位成簇番茄的采摘點 研究將 Hough圓檢測 空間對稱樣條插值法 支持向量機 SVM 算法結合使用 實現了在復雜環(huán)境中對簇生番 茄的準確識別和采摘點定位 但所有的番茄圖像都在同 一天和同一場景下拍攝 結構相似 算法的魯棒性需要 在不同階段或地區(qū)的更多樣本上驗證 MAO S H等 45 提出了一種基于多路徑卷積神經網絡 MPCNN 顏色 成分選擇和支持向量機 SVM 的黃瓜識別方法 該方 法的正確識別率超過90 誤識別率低于22 正確 與錯誤識別比率超過4 表現出良好的識別效果 但 在葉片遮擋的情況下仍需進一步優(yōu)化 2 1 2 國外研究現狀 國外對于果實目標識別方法的研究較少 LEHNERT C等 46 使用Kinect Fusion算法結合RGB D 數據進行場景注冊 通過顏色分割和聚類提取甜椒的 準確表示 并通過非線性最小二乘法擬合超橢球體來 估計甜椒的6DOF姿態(tài) 未來的改進方向包括利用 Kinect Fusion提供的額外信息進行碰撞規(guī)避 以及優(yōu) 化攝像頭軌跡以獲取初始點云 BENAVIDES M等 47 提 出一種使用計算機視覺來定位番茄果柄的技術 解決 番茄和果柄的自動檢測和定位問題 以便機器人能夠 準確采摘 但需要進一步研究以提高系統(tǒng)的魯棒性和適 應性 并將其應用于不同類型的采摘機器人 TSOU LIAS N等 48 使用LiDAR激光掃描儀 通過幾何和輻射 特征來檢測蘋果 提出的方法在蘋果檢測和大小估計 方面表現出高精度 但在葉子遮擋的情況下 檢測精度 可能受到影響 需要進一步優(yōu)化算法以提高在復雜環(huán) 境中的魯棒性 18 65卷08期 劉天鴻 等 溫室采摘機械臂的研究與應用現狀及展望 2 2 末端執(zhí)行器 末端執(zhí)行器是采摘機械臂進行最終操作的部件 對于不同形狀不同硬度的果實需要進行針對性設計 在保證不損傷果實的前提下盡可能地簡化結構來提 升采摘效率 49 目前主流的末端執(zhí)行器通常采用吸盤 或柔性機械爪固定果實 再用刀片或者熱切割的方式 進行果實與果柄的分離 也有直接使用機械爪通過拽 拉 扭擰 彎折等方式直接分離果實 但這對果實的形 狀以及硬度要求較高 所以應用較少 劉繼展等 50 對于番茄采摘的末端執(zhí)行器進行了 大量研究 開發(fā)了一款裝置 配置了真空吸持裝置 機 械爪固定裝置和由光纖激光器 聚焦透鏡等構成的果 梗激光切割裝置 并以此為平臺先后開展了番茄表面 特性和夾持碰撞 51 54 果梗激光切割 55 真空吸持拉動 建模與控制 16 56 等研究 馮青春等 18 設計了一款充氣 套筒番茄采摘末端執(zhí)行器 先用套筒固定果實 然后 套筒充氣形成氣墊 最后進行旋轉分離 能夠在不損 傷果實的情況下分離番茄 LUO Y等 57 基于番茄的特 性 設計了一款硅膠柔性機械爪 通過視覺識別番茄 直徑并控制柔性機械爪開合程度 確保不會對不同直 徑的番茄造成損傷 錢少明等 58 對黃瓜的抗壓特性 表面摩擦系數和果柄切斷阻力進行了研究 為設計末 端執(zhí)行器提供了基礎數據 并設計了一種集成了氣動 抓持器和切割器的末端執(zhí)行器 在試驗中黃瓜抓持成 功率為90 果柄切斷成功率為100 平均時間3s OKA K等 59 設計了電弧熱切割系統(tǒng) EATCS 和 溫度弧熱切割系統(tǒng) TATCS 并測試了性能 在試驗 中溫度弧熱切割系統(tǒng)配備0 5mm鎳鉻絲在1 5s內 完成收割 效果顯著優(yōu)于電弧熱切割系統(tǒng) JUN J等 60 在1個番茄采摘機器人研究中開發(fā)了一種有花紋的 吸盤 能夠更好地適應番茄的圓形表面 減少對果實 的損傷 3 展望 隨著越來越多的學者對采摘機械臂進行研究 采 摘機械臂的技術已經日益成熟 然而卻難以真正實現 普及 絕大部分的農戶仍然使用手工采摘的方式 本 文總結分析了目前采摘機械臂難以普及的幾個問題 并提出了展望 3 1 降低成本 目前采摘機械臂仍是一種高精尖的產品 研發(fā)成 本 制造成本較高 2022年中國自動采摘機器人的單 價約為55 9萬元 而當前農業(yè)生產以個體經營為主 如 果價格太高 就很難普及 61 且機械臂的操作者和維護 者是農民 這就要求采摘機械臂要便于操作 自動化 程度要高 且要便于維護 3 2 一機多用化 想要推進機械臂的普及還必須實現一機多用化 例如更換不同的末端執(zhí)行器即可實現果實搬運 作物 病蟲害監(jiān)測 精準施藥等 推進一機多用化其實也是 在變相地降低機械臂的成本 且對于這農業(yè)機械臂來 說季節(jié)性影響極大 這也避免了一種機械臂一年中只 使用了一小段時間而產生的資源浪費 但目前采摘機 器人技術的發(fā)展仍處于原理 結構各異的競相探索階 段 難以實現一機多用 這就需要學界與業(yè)界 裝備與 農藝的深度結合 共同推動逐步形成一套結構標準來 實現各種零件的互通 14 3 3 多機協(xié)同化 隨著農業(yè)4 0的到來 無人農場將會逐步出現 在這類農場中將會有各類的機械臂機器人進行采摘 搬運 監(jiān)測 施藥 藥液傳輸等各類工作 甚至在工廠 化生產中還會進一步完成分選 清洗和包裝等作業(yè) 這就需要實現多機協(xié)同作業(yè) 因此路徑導航 車距控 制 信息共享 以及用于自動充電及藥液傳輸的機械 臂接口對接控制等技術 將大大促進多機協(xié)同化的發(fā) 展 為農業(yè)4 0的到來作好準備 參考文獻 1 李道亮 李震 無人農場系統(tǒng)分析與發(fā)展展望 J 農業(yè) 機械學報 2020 51 7 1 12 2 REN G Q WU T H LIN T et al Mobile robotics platform for strawberry sensing and harvesting within precision indoor farming systems J Journal of Field Robotics 2023 1 19 3 馮青春 鄭文剛 姜凱 等 高架栽培草莓采摘機器人系 統(tǒng)設計 J 農機化研究 2012 34 7 122 126 4 FENG Q C WANG X ZHENG W G et al New strawberry harvesting robot for elevated trough culture Z 2012 1 8 5 FENG Q C CHEN J ZHANG M et al Design and Test of Harvesting Robot for Table top Cultivated Strawberry C 2019 WRC Symposium on Advanced Robotics and Automation WRC SARA IEEE 2019 6 YA X CHENG P GRIMSTAD L et al Development and field evaluation of a strawberry harvesting robot with a cable driven gripper J Computers and Electronics in 19 65卷08期劉天鴻 等 溫室采摘機械臂的研究與應用現狀及展望 Agriculture 2019 157 392 402 7 YA X GE Y Y GRIMSTAD L et al An autonomous strawberry harvesting robot Design development inte gration and field evaluation J JournalofFieldRobotics 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96 100 20 于豐華 周傳琦 楊鑫 等 日光溫室番茄采摘機器人 設計與試驗 J 農業(yè)機械學報 2022 53 1 41 49 21 LEHNERT C MCCOOL C SA I et al Perfor mance improvements of a sweet pepper harvesting robot in protected cropping environments J Journal of Field Robotics 2020 37 1197 1223 22 ARAD B BALENDONCK J BARTH R et al Development of a sweet pepper harvesting robot J Journal of Field Robotics 2020 37 1027 1039 23 VAN HENTEN E J HEMMING J VAN TUIJL B A J et al An Autonomous Robot for Harvesting Cucumbers in Greenhouses J Autonomous Robots 2002 13 3 241 258 24 VAN HENTEN E J VAN TUIJL B A J HEMMING J et al Field Test of an Autonomous Cucumber Pick ing Robot J Biosystems Engineering 2003 86 305 313 25 紀超 馮青春 袁挺 等 溫室黃瓜采摘機器人系統(tǒng)研 制及性能分析 J 機器人 2011 33 6 726 730 26 馮青春 紀超 張俊雄 等 黃瓜采摘機械臂結構優(yōu)化 與運動分析 J 農業(yè)機械學報 2010 41 44 48 27 KAI J PIRES C HUGHES J Lab2Field transfer of a robotic raspberry harvester enabled by a soft sensorized physical twin J Communications Engineering 2023 2 28 宋健 孫學巖 張鐵中 等 開放式茄子采摘機器人設 計與試驗 J 農業(yè)機械學報 2009 40 1 143 147 29 宋健 茄子采摘機器人結構參數的優(yōu)化設計與仿真 J 機械設計與制造 2008 6 166 168 30 苗中華 沈一籌 王小華 等 自然環(huán)境下重疊果實圖 像識別算法與試驗 J 農業(yè)機械學報 2016 47 6 21 26 31 LV J D WANG Y J NI H M et al Method for discriminating of the shape of overlapped apple fruit images J Biosystems Engineering 2019 186 118 129 32 劉振宇 丁宇祺 自然環(huán)境中被遮擋果實的識別方法研 究 J 計算機應用研究 2020 37 S2 333 335 339 33 何斌 張亦博 龔健林 等 基于改進YOLOv5的夜間 溫室番茄果實快速識別 J 農業(yè)機械學報 2022 53 5 201 208 20 劉天鴻 等 溫室采摘機械臂的研究與應用現狀及展望 34 金壽祥 周宏平 姜洪喆 等 采摘機器人視覺系統(tǒng)研究 進展 J 江蘇農業(yè)學報 2023 39 2 582 595 35 紀超 溫室果蔬采摘機器人視覺信息獲取方法及樣機 系統(tǒng)研究 D 北京 中國農業(yè)大學 2014 36 袁挺 紀超 張震華 等 基于近紅外圖像的溫室小型 西瓜采摘信息獲取技術 J 農業(yè)機械學報 2012 43 7 174 178 155 37 馮青春 王秀 李軍輝 等 基于高動態(tài)范圍成像的溫 室番茄植株圖像色彩矯正方法 J 農業(yè)機械學報 2020 51 11 235 242 38 FENG Q C CHENG et al Design of structured light vision system for tomato harvesting robot J International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2014 7 2 19 26 39 馮青春 王秀 劉繼展 等 基于視覺伺服的溫室番茄 植株主莖跟蹤與測量方法 J 農業(yè)機械學報 2020 5 11 221 228 40 馮青春 袁挺 紀超 等 黃瓜采摘機器人遠近景組合閉 環(huán)定位方法 J 農業(yè)機械學報 2011 42 2 154 157 41 袁挺 李偉 譚豫之 等 溫室環(huán)境下黃瓜采摘機器人 信息獲取 J 農業(yè)機械學報 2009 40 10 151 155 42 GUAN Z X LI H ZUO Z J et al Design a Robot System for Tomato Picking Based on YOLO v5 J Ifac papersonline 2022 55 166 171 43 MIAO Z H YU X Y LI N et al Efficient tomato harvesting robot based on image processing and deep learning J Precision Agriculture 2022 24 254 287 44 BAI Y H MAO S H ZHOU J et al Clustered tomato detection and picking point location using machine learning aided image analysis for automatic robotic harvesting J Precision Agriculture 2022 24 727 743 45 MAO S H LI Y H MA Y et al Automatic cu cumber recognition algorithm for harvesting robots in the natural environment using deep learning and multi feature fusion J Computers and Electronics in Agriculture 2020 170 105254 46 LEHNERT C SA I MCCOOL C et al Sweet pep per pose detection and grasping for automated crop harvesting C 2016 IEEE International Conference on Robotics and Automation ICRA IEEE 2016 47 BENAVIDES M CANTON GARBINM SANCHEZ MOLINA J A et al Automatic Tomato and Pe duncle LocationSystemBasedonComputerVisionforUse in Robotized Harvesting J Applied Sciences 2020 10 5887 48 TSOULIAS N PARAFOROS D S XANTHOPOU LOS G et al Apple Shape Detection Based on Geo metric and Radiometric Features Using a LiDAR Laser Scanner J Remote Sensing 2020 12 2481 49 李國利 姬長英 翟力欣 果蔬采摘機器人末端執(zhí)行器 研究進展與分析 J 中國農機化學報 2014 35 5 231 236 240 50 劉繼展 李萍萍 李智國 番茄采摘機器人末端執(zhí)行器 的硬件設計 J 農業(yè)機械學報 2008 3 109 112 51 劉繼展 白欣欣 李萍萍 番茄果實蠕變特性表征的 Burger s修正模型 J 農業(yè)工程學報 2013 249 255 52 劉繼展 白欣欣 李萍萍 等 果實快速夾持復合碰撞模 型研究 J 農業(yè)機械學報 2014 45 4 49 54 172 53 劉繼展 李萍萍 李智國 等 面向機器人采摘的番茄 力學特性試驗 J 農業(yè)工程學報 2008 24 12 66 70 54 李智國 劉繼展 李萍萍 機器人采摘中番茄力學特性 與機械損傷的關系 J 農業(yè)工程學報 2010 26 5 112 116 55 劉繼展 徐秀瓊 李萍萍 果實采摘中果梗激光切割分 析與實驗 J 農業(yè)機械學報 2014 45 1 59 64 56 劉繼展 李萍萍 倪齊 等 番茄采摘機器人真空吸盤裝置 設計與試驗 J 農業(yè)機械學報 2010 41 10 170 173 184 57 LUO Y WANG J Z XING J H et al Design of a Flexible End Effector for a Tomato Harvesting Robot C 2023 IEEE International Conference on Unmanned Systems ICUS IEEE 2023 58 錢少明 楊慶華 王志恒 等 黃瓜抓持特性與末端采摘 執(zhí)行器研究 J 農業(yè)工程學報 2010 26 7 107 112 59 OKA K BACHCHE S Performance testing of ther mal cutting systems for sweet pepper harvesting robot in greenhouse horticulture J 2013 7 1 36 51 60 JUNJ KIMJ SEOLJ etal TowardsanEfficientTomato Harvesting Robot 3D Perception Manipulation and End Effector J IEEEAccess 2021 9 17631 17640 61 宋健 張鐵中 徐麗明 等 果蔬采摘機器人研究進展 與展望 J 農業(yè)機械學報 2006 5 158 162 責任編輯 周慧 65卷08期 21