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采摘水果的機器人將走進農場

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點擊量: 259918 來源: 金湖倍福特自動化儀表有限公司

  Energid獲得美國農業部的資金正在開發一種收獲柑橘的機器人。所開發的機器人具有機器視覺和操作的能力,適用于收獲柑桔,蘋果,以及其他種類的水果。Energid科技公司的方案結合了機器人的智能和批量收獲的經濟性。使用一個低成本的機制,通過視覺傳感器和高速的計算機進行信息處理和控制。水果摘取的末端執行器為一次性使用,可快速更換,維修費用低廉。該系統可以遠程或附近控制,系統的設計目標是,每秒鐘摘取32個水果,持續摘取16次,留在樹上的水果將少于4%。

  該水果采摘系統有多個網格盤,每個網格盤有16個氣動驅動采摘裝置,通過許多相機的視覺反饋引導采摘裝置末端執行器剪斷水果的莖。一個完整的系統將有1-4個網格盤(上圖右側顯示4個網格盤系統)。

  在每個網格的摘取裝置可以安裝有多種類型的末端執行器。大部分是簡單固定的結構用于剪斷水果的莖而不碰傷水果,如下面的圖所示,鋒利的刀面用于剪斷莖,圓滑表面的護套防止破壞水果。執行器頭部容易拆卸,便于更換其他類型的末端。

  Energid將柑橘采摘技術和已為美國宇航局,導彈防御局(MDA)和商業客戶開發的三維視覺技術結合,在此課題中將利用如下圖所示對三維物體遮擋,形狀和運動分析的技術。

  輸入包括網格中的3-4攝像機圖像。輸出包括水果的識別,三維位置和采摘水果的機制。圖像處理包括將物體與背景分割,初成像,改善成像三個模塊。此三個模塊在同一時間分析同一幀圖像。另外一個時間模塊,隨時間動態分析圖像。

  設計的重點放在水果觀測,采摘機制的可行性,整體系統的設計幾個部分,并通過試驗,數字仿真,實驗室研究和實地驗證等手段不斷改進和完善產品的設計。該系統將有可能摘除可以看到水果的99%。水果的數目可以使用網格相機觀察到,Energid建立的視覺系統將能看到在樹上超過98%的水果。Energid正在開發的這一個低成本采摘系統,其制造和使用這種系統的成本將比手工采摘的成本低廉。

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