采摘机器人项目

采摘对象特点

1. 表皮组织比较柔软，很容易损伤
2. 蔬菜或者水果生长的位置具有随机性。挂果的位置是随机的，没有一定的规律
3. 果实的成熟期是不具备一致性的。同一颗树上的果实有的熟透了，有的还没成熟
4. 果实的大小和形状不一样。
5. 成熟度不一样，差异大。苹果和西红柿通过看颜色来观察成熟度，西瓜或者甜瓜需要依据藤曼或者听声音来判断品质

草莓采摘机器人

1. 机器人
2. 机械手臂
3. 测距

如何实现呢？

1. 视觉系统
2. 采集系统
3. 识别系统
4. 机械手臂
5. 末端执行器

实现的要求

1. 识别要准确
2. 执行速度要快
3. 机器人模仿人的动作

针对不同的果实，实现方式可能存在差异

比如，草莓这种，其特征是皮包质软，容易损伤，所以不能直接夹取果实，而是要夹取果柄；比如苹果这种，通过颜色和大小，形状来进行判别，那么就利用CCD成像以及图像处理来进行。

测距

远近测距，高低距离，空间位置，三自由度机械手来进行采摘

设计

1. 可移动的地盘，可以是履带式的
2. 图像采集
3. PC处理器或者嵌入式微处理器
4. 三自由度的直角坐标机械手
5. 末端执行部分:包括剪断枝叶，夹住果柄或者果实

设计需要的部件

1. CCD成像组件

将CCD成像组件固定在支架上，距离地面较远，可以获取的视场角较大，分辨率低

另外一个支架安装机械手的Z轴，可以随机让机械手运动

1. 图像采集卡
2. PC处理机

工作原理：

Camera1提取地面上可视区域内草莓图像，经过图像分割，然后提取可视觉区域内所有成熟草莓的重心位置，然后计算草莓的个数，并按照重心坐标之进行草莓排序。然后将机器人移动到机械手可以采摘的距离，机械手移动到第一个草莓重心处，摄像头2获取该草莓的图像，经过图像分割，然后提取该草莓的重心和采摘点位置，驱动机械手收获草莓，采摘完成后移动到第二个草莓的重心处，进行采摘。

机械手设计要求

1. 机械手要充分考虑栽培方式，使得果实处于作业空间内，并且能够避免障碍物叶子和茎秆，并且能够准确的抓取到果实
2. 机械手分类：直角坐标机器人，关节坐标机器人，圆柱坐标机器人，极坐标机器人

末端执行系统

1. 末端执行系统一般采用电磁铁采摘
2. 手爪要完成的功能有两个:切断和夹取，因此需要夹住和放下两个工作状态，并且能够在这两个状态之间进行来回切换，随机切换。

采摘机器人的性能指标

1. 采摘速度
2. 好果和畸形果的识别算法的准确度和算法的实时性
3. 定位精度
4. 干扰排除能力，枝叶这些故障的排除
5. 图像处理系统运行速度
6. 机械手的灵敏度