果蔬采摘機(jī)器人(智能采摘機(jī)器人)研究始于20世紀(jì)60年代的美國,采用的收獲方式主要有機(jī)械震搖式和氣動震搖式,其缺點(diǎn)是果實(shí)易損,效率不高。此后,隨著電子技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、計算機(jī)圖像處理技術(shù)和人工智能技術(shù)的成熟,采摘機(jī)器人的研究和開發(fā)技術(shù)得到了快速發(fā)展。國內(nèi)對采摘機(jī)器人的研究有一定的成果,但大多還停留在研究階段,而這些采摘機(jī)器人體積比較大,制作成本比較高,智能化程度不是很高,距離完全應(yīng)用在實(shí)際農(nóng)業(yè)中還有一定的差距。目前,國內(nèi)番茄采摘作業(yè)基本上依靠手工完成,增加了工人的體力消耗,影響工作效率,且工人休息時得不到很好的休息條件,特別是在天氣炎熱時,不能充分放松,影響后續(xù)的工作。因此,研發(fā)自動化的采摘機(jī)器人非常有必要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種番茄采摘機(jī)器人,替代人工操作,完成番茄的智能采摘動作,自動化程度高,省時省力,節(jié)省人力成本。為解決上述技術(shù)問題,熙岳目前采用的一個技術(shù)方案是:提供一種番茄采摘機(jī)器人,包括底盤,所述底盤的上端且前方設(shè)有雷達(dá)掃描裝置,所述雷達(dá)掃描裝置的上方設(shè)有顯示裝置。 每次放入小番茄后判斷采摘籃是否已滿,若未滿可以繼續(xù)采摘并放入,若采摘籃都已滿,小車自動行駛到下料區(qū)。浙江節(jié)能智能采摘機(jī)器人按需定制
智能采摘機(jī)器人在軌道上運(yùn)行,使用前列人工智能圖像識別算法來識別西紅柿的位置、顏色和形狀,然后收獲那些被識別為足夠成熟的西紅柿。為了做到這一點(diǎn),它使用了一個「特殊的終端效應(yīng)器」,讓它能夠在不損壞西紅柿的情況下采摘西紅柿。這一點(diǎn)至關(guān)重要,因?yàn)檫@西紅柿是打算賣給顧客吃的。這種機(jī)器人能夠以每分鐘10個左右的速度,也就是每六秒鐘采摘一個軟軟的紅番茄。雖然這可能不會比人類執(zhí)行同樣的任務(wù)要快很多,但機(jī)器人能夠提高人類效率,畢竟它能夠持續(xù)不停地工作——這意味著它可以在夜班或者人類員工度假的時候上班,完全不需要請病假或休假。上海一種智能采摘機(jī)器人私人定做智能識別小番茄果實(shí)、識別小番茄果實(shí)成熟度、識別小番茄果實(shí)的好壞情況,并將小番茄的坐標(biāo)傳遞給控制系統(tǒng)。
番茄智能采摘機(jī)器人怎么工作的呢?番茄串的采收環(huán)境復(fù)雜,果實(shí)體積相對較大,機(jī)械臂采收運(yùn)動路徑規(guī)劃不僅要考慮如何采摘,還需要考慮采摘后如何避開障礙,并從復(fù)雜環(huán)境中提取出番茄串。為此,該研究以溫室栽培的番茄串采摘為對象,提出了基于空間分割的實(shí)時運(yùn)動路徑規(guī)劃算法。首先通過聚類擬合環(huán)境中的枝條,簡化空間障礙物;然后分割采摘空間,篩選可行采摘空間,并引入評價函數(shù)選取比較好采摘空間,指導(dǎo)機(jī)械臂以合理有效的姿態(tài)完成采摘;在采摘任務(wù)的基礎(chǔ)上加入實(shí)時避障子任務(wù),引導(dǎo)機(jī)械臂躲避障礙完成任務(wù),保證采摘番茄串任務(wù)安全無損。在以上研究的基礎(chǔ)上,通過大量采收試驗(yàn)驗(yàn)證算法的有效性。
植株的種植模式對智能采摘機(jī)器人采摘的性能影響很大,對傳統(tǒng)的杯形種植,果實(shí)非常分散,機(jī)器人需要很大的工作空間,同時枝干的空間分布使采摘作業(yè)非常困難。而日本的鮮食番茄一般采用單架栽培模式,由支柱和繩索支撐,在與地面垂直的方向栽培,數(shù)個果實(shí)成串懸掛生長,由于葉柄很短,果實(shí)識別簡化,同時采摘作業(yè)性能得到保證。各樣機(jī)多針對溫室采用電動輪式底盤或軌式底盤,少數(shù)對露地栽培而采用履帶式底盤。對通常栽培模式,由于冠層的復(fù)雜性和果實(shí)分布的隨機(jī)性,其機(jī)械臂從早期的3 自由度發(fā)展到以6 和7 自由度關(guān)節(jié)式機(jī)械臂為主;而近藤直等針對使番茄果實(shí)倒垂生長,從而使采摘難度降低的單架式栽培模式,應(yīng)用直角坐標(biāo)機(jī)械臂實(shí)施采摘;Chiu 等則將商用關(guān)節(jié)式機(jī)械臂與剪叉式升降機(jī)結(jié)合,從而擴(kuò)大豎直方向的工作空間。利用人工智能識別以及機(jī)械手臂的操作相結(jié)合,識別果實(shí)的成熟度并且熟練的采摘西紅柿。
(智能采摘機(jī)器人)農(nóng)業(yè)人工智能行業(yè),2025年為308億美元,主要包括農(nóng)業(yè)無人機(jī),無人拖拉機(jī)、智能收獲機(jī)、智能除草機(jī)、擠奶機(jī)器人、農(nóng)業(yè)自動化與控制系統(tǒng)等。農(nóng)業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用是人工智能農(nóng)業(yè)領(lǐng)域市場快速發(fā)展的重要因素。而目前中國農(nóng)業(yè)機(jī)器人研究產(chǎn)出規(guī)模已經(jīng)超過美國,同時重點(diǎn)關(guān)注在收獲和采摘機(jī)器人。2013—2018年,世界所有能檢索到與農(nóng)業(yè)機(jī)器人研究相關(guān)的SCI論文,數(shù)量為484篇(檢索日期截止到2018年12月)論文數(shù)據(jù)表明,相關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究論文從2013年的53篇增加到了2017年的114篇。 小車上安裝一個10寸的工業(yè)一體機(jī),做整個系統(tǒng)的處理。廣東自制智能采摘機(jī)器人私人定做
同時采用智能識別技術(shù)檢測小番茄果實(shí)、小番茄成熟度、壞果監(jiān)測,進(jìn)行智能采摘,并投放到采摘籃里。浙江節(jié)能智能采摘機(jī)器人按需定制
熙岳從農(nóng)業(yè)行業(yè)當(dāng)前的情況出發(fā),設(shè)計和研發(fā)了智能采摘機(jī)器人。水果和蔬菜既是人類生活中必不可少的食物,也是重要的經(jīng)濟(jì)作物。據(jù)統(tǒng)計,2017年全球的水果和蔬菜產(chǎn)量分別達(dá)6.8億t和12.6億t,其中全球鮮食果蔬與加工果蔬的比例約為7:3。中國蔬菜、水果的種植面積和產(chǎn)量均穩(wěn)居世界前列,但其加工果蔬的比例占5%左右。在我國,近年來農(nóng)業(yè)勞動力特別是青壯年勞動力也迅速向其他行業(yè)轉(zhuǎn)移,農(nóng)忙季節(jié)廣大農(nóng)村開始出現(xiàn)勞力荒,農(nóng)村留守老人、婦女的勞動強(qiáng)度增加,生產(chǎn)效率明顯降低。果蔬生產(chǎn)的快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)勞動力短缺、勞動強(qiáng)度過大的矛盾日益顯現(xiàn),而替代選擇性收獲這一復(fù)雜人力勞動只有通過采摘機(jī)器人技術(shù)的深入研究才能實(shí)現(xiàn)。果蔬采摘機(jī)器人的研究開發(fā),對于減輕農(nóng)業(yè)從業(yè)者的勞動強(qiáng)度、解放農(nóng)業(yè)勞動力和提高果蔬的集約化生產(chǎn)水平,都具有重要的意義。浙江節(jié)能智能采摘機(jī)器人按需定制
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