无损采摘仿生执行器设计和识别感知方法研究

宋凯晨; 郭铁铮; 卢府城; 郑亦锋; 王瑶

doi:10.13960/j.issn.1672-2558.2025.01.007

南京工程学院学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 23 ›› Issue (1) : 40 -48. DOI: 10.13960/j.issn.1672-2558.2025.01.007

无损采摘仿生执行器设计和识别感知方法研究

宋凯晨, 郭铁铮, 卢府城, 郑亦锋, 王瑶

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摘要

为了解决因菜园环境复杂、果实姿态各异、重叠遮挡等造成的番茄难以识别与定位问题,提出一种仿人手番茄采摘系统,围绕仿生机械手结构设计、视觉识别、目标定位、无损采摘等方面展开研究.针对无损采摘需求,将番茄人工采摘行为研究、物理特性研究与机械手设计相融合;为满足精准采摘需求,基于姿态和重叠权重的配对分数算法和基于轮廓查找的二维坐标定位算法,实现Z轴方向深度解算与番茄姿态解算;为提高采摘效率,提出一种番茄藤采摘控制策略,将番茄姿态估计和采摘控制策略相结合,在保证收获效率的同时,采摘成功率达到75.0%～87.5%,完成一个采摘周期的平均耗时约为15.2～15.5 s,达到番茄无损、精准和高效的采摘目标.