一种轮式采花机器人设计——以黄蜀葵为例

作     者：桑一男 徐增莱 汪琼 葛海涛 王殿广 Sang Yinan;Xu Zenglai;Wang Qiong;Ge Haitao;Wang Dianguang

作者机构：SYD Dynamics ApSDenmarkOdense M5230 江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省植物资源研究与利用重点实验室南京市210014 江苏苏中药业研究院有限公司南京市210018 

出 版 物：《中国农机化学报》 (Journal of Chinese Agricultural Mechanization)

年 卷 期：2024年第45卷第9期

页      面：202-208页

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：南京市科技计划(国际联合研发项目)(202002008) 

主　　题：黄秋葵 机器视觉 深度学习 农业自动化 花朵采摘 惯性导航系统 

摘      要：针对黄蜀葵花朵特定采收的时间和人工采摘效率过低的问题,为实现各类花朵采摘机械化和智能化的需求,以黄蜀葵花朵为例并结合其生长特性,设计一种轮式采花机器人。采用工控机和嵌入式微控制器作为采花机器人的主控系统,执行机构采用电力驱动,以蓄电池供电,通过多个推杆电机、舵机和动态基座(基于航姿参考系统,可自动调节工作平台倾角的机构)构成轮式行走机构,采用两个摄像头分别同时获取黄蜀葵花朵图像,通过深度识别算法以筛选识别可采摘的目标,采用多个舵机配合带轮结构构成机械臂和夹爪的控制机构,以完成花朵的采摘与收集。试验结果表明,机器人对花朵定位的准确率可达75%,识别率高达100%。采花机器人通过主控制系统在试验田里能成功完成采摘作业,由机械臂配合其夹爪成功抓取花朵,上位机软件可以完成图像采集识别、机械臂控制和机器人工作路线的行驶等操作。该机器人适用于各地黄蜀葵和其他部分植物花朵的采集。