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智能温室农业机器人采摘的研究

来源:北方温室大棚建设网 时间:2014-03-31 点击:

运用机器视觉技术可以开发智能温室农业采摘机器人,我们来看看国内外学者对机器视觉技术采摘机器人的研究。

         智能温室农业作物果实的机器人采摘是机器视觉技术在温室大棚设施农业生产产后环节的应用。
         在国外,日本和荷兰等国在这方面的研究起步较早,已有部分成果用于实际生产。早在1987年,Whittaker A.D.等用数字图像分析方法,可以根据形状来寻找番茄,当背景存在大量噪声和番茄部分被叶遮挡或部分重叠时也是有效的。1996年,zhangshuhai、Takahashi-T等通过模式识别来实现对苹果的检测、定位,进而可以自动采摘苹果。张树魁等采用了根据形状来寻找苹果的方法,该方法可利用水果、叶和枝的红外图像,结合遗传算法加以辅助识别,为全天候苹果收获机器人的研究创造了条件。2002年,在工厂化农业应用中,VanHenteii等开发出了一个智能温室黄瓜收获机器人系统。该系统是现今相对成熟完善的一个系统,在实际应用中,该系统的机器人能达到80%的采摘成功率,平均每个机器人采摘一个黄瓜大约需要45秒。德田胜等成功研制了一种西瓜收获机器人的视觉系统,他们将采集的图像类型从RGB变换为HIS,然后观察其色调和饱和度,识别并检测西瓜的成熟度。SlaughterD.C.等采用建立分类模型的方法,对柑橘收获中的计算机视觉系统作了研究,实验证明该分类器正确率达到了75%。
              智能温室采摘机器人
             图:山东寿光 蔬菜科技博览会上的智能温室采摘机器人
        在国内,这方面的研究文献还不多,差距比较明显。最早的是周云山等研究了计算机视觉在蘑菇采摘机器人上的应用。文中阐述了蘑菇采摘机器人的工作过程,并重点讨论了其视觉系统中图像分析所采用的算法,包括蘑菇和苗床图像信息的数宇特征、提取蘑菇边界的算法、封闭曲线的周长、面积和其形心的计算等。1995年,陈晓光、于海业等利用图像处理技术求出蔬菜的轮廓线,并研究了蔬菜苗空间位置、蔬菜苗高度和苗木重叠的识别技术。2001年,张瑞合、姬长英等运用双目视觉的方法,研究了番茄收获中番茄的精确定位问题。通过实验发现,当目标与摄像机的距离为300-400mm时,其深度误差可控制在3%-4%,但是对番茄的识别问题没有作深入的探讨。
(作者:肖俊山:淄博周村  北方温室大棚建设网)
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