基于EP-YOLO v8的瓶栽金针菇最优抓取位置定位方法

作     者：叶大鹏 景均 吴昊宇 李辉煌 谢立敏 

作者机构：福建农林大学机电工程学院 福建省农业信息感知技术重点实验室 福建农林大学未来技术学院(海峡联合研究院) 

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

年 卷 期：2024年第10期

页      面：51-61页

核心收录：

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：福建省农业信息感知技术重点实验室建设项目(KJG22052A) 

主　　题：瓶栽金针菇 采摘点 采摘机器人 YOLO v8 多目标识别 

摘      要：针对工厂化瓶栽金针菇自动切根过程中，夹持末端因结构设计导致行程固定，进而影响抓取效果甚至切根质量的问题，本文基于YOLO v8(You only look once)构建改进的Enoki-pick＿region-YOLO v8(EP-YOLO v8),实现瓶栽金针菇整体及最佳受力区域(关键抓取区域)的精准定位与轮廓提取，保障抓取参数的可靠性。该方法在网络优化基础上，基于最小欧几里得距离(Euclidean distance, ED)构建掩膜关系归属与判断模型，明确金针菇菇体与关键抓取区域掩膜间父子关系并合并优化。通过解析合并前后关键抓取区域的相对位置编码，确定抓取参数并进行坐标转换，为建立末端控制映射模型实现末端机械手运动行程的精确控制提供基础。实验结果表明，本文所提算法的金针菇菇体掩膜识别精确率达99.3%,关键抓取区域掩膜识别精确率达99.6%。同时，对比发现掩膜质量得到了提高，获取的参数抓取区域宽度与实际宽度之间的误差仅为0.7%,抓取参数基本满足抓取条件，能有效实现最优抓取位置的精准识别与定位。