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题名垄作草莓双臂采摘机器人设计与试验
被引量：2
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作者
董乃深
程泓超
应仇凯
马锃宏
杜小强
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机构
浙江理工大学机械工程学院
农业农村部东南丘陵山地农业装备重点实验室(部省共建)
浙江省种植装备技术重点实验室
全省农业智能感知与机器人重点实验室
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出处
《农业机械学报》
CSCD
北大核心
2024年第S1期29-40,50,共13页
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基金
浙江省自然科学基金重大项目(LD24E050006)
浙江省“三农九方”农业科技协作项目(2022SNJF017)
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文摘
根据种植模式的不同,可将草莓分为垄作地栽和高架种植两种模式。相比于高架种植,垄作地栽种植成本较低,在国内占据较大的比例。为适应垄作草莓种植农艺,实现垄作草莓采摘,解决劳动力短缺、成本上升等一系列问题,本文研制了一台适用于垄作种植模式下的双臂草莓采摘机器人。该机器人能够在草莓地垄间行驶并自动识别成熟草莓,完成采摘、收集。以Arduino Nano V3.0开发板为主控制器,基于Ubuntu 20.04进行开发,以NVIDIA边缘计算平台Jetson Xavier NX为核心,机器人的移动平台使用了高地隙四轮转向底盘,采用RealSense L515作为检测识别草莓的传感器,通过YOLO v8-Pose网络获取草莓果实的目标检测框和关键点信息,结合关键点与点云处理实现对草莓果柄姿态获取和采摘点的定位;两套机械臂安装剪切-夹持一体式末端执行器,实现对草莓果柄的剪切与夹持。整个采摘系统由Arduino Nano V3.0开发板进行驱动,机械臂两侧均配有L515相机,通过相机的识别与捕捉,再通过串行总线将草莓果实的坐标数据传输给Jetson Xavier NX,驱动机械臂末端,实现草莓采摘。最后,在实地草莓大棚中进行采摘试验。试验结果表明,在果梗处无遮挡情况下采摘成功率达到85.4%,存在部分遮挡时采摘成功率为75.5%,采摘单个草莓平均耗时为12.5 s,损伤率为18.5%。
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关键词
垄作种植草莓
双臂采摘机器人
末端执行器
三维点云
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Keywords
ground planting strawberries
dual-arm picking robot
end effector
3D point cloud
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
S225
[农业科学—农业机械化工程]
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