基于智能手机的手持式树上苹果果径测量系统设计与试验

作     者：武振超 史宇飞 贺磊磊 李瑞 CHEN Chao 傅隆生 

作者机构：西北农林科技大学机械与电子工程学院 莫纳什大学机械和航空航天工程系 农业农村部农业物联网重点实验室 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32171897) 科技部国家外国专家项目(DL2022172003L、QN2022172006L) 

主　　题：苹果 果径测量系统 智能手机 数据接收APP 果径测量工具 夹持爪 

摘      要：为解决现有接触式果径测量过程乏味且耗时，长时间测量精度容易受试验人员主观影响的问题，结合机械设计、串口通信、自动控制等技术设计了一个手持式树上苹果果径测量系统。该系统由手持式果径测量工具和数据接收APP两部分组成。在果园进行树上果径测量作业时，试验人员手持果径测量工具的握柄，通过按压握柄带动传动模块，夹持爪随之张开，从而实现夹持爪与被测果实表面贴合及果径测量，并通过蓝牙通讯来将数据传输到手机端APP以进行保存、删减、位置信息绑定及批量导出等操作。为衡量手持式果径测量工具精度，分别进行公制块规和苹果果径测量试验。公制块规测量试验结果表明，本文所提出的尺寸测量工具实现了亚毫米级别精度测量。苹果果径测量试验结果表明，测量误差随着果实尺寸的增加而增加，在测量成熟期果实时，尺寸测量工具获取结果的平均绝对误差（Mean square error，MAE）及均方根误差（Root mean squared error，RMSE）仍可被控制在0.45 mm以下，可满足苹果果径测量精度需求。