自动采摘苹果机器人,摘一个苹果只要九秒钟,成功率达到85%

   绕波特        

莫纳什大学研究人员开发的新的自主机器人技术,有潜力成为澳大利亚食品工业的“眼睛”,因为它解决了劳动力短缺和对新鲜农产品的需求增加的问题。


由莫纳什大学机械与航空工程系的Chen Chen博士领导的研究小组,开发了一种自动收割机器人,该机器人能够在短短7秒钟内满负荷地识别,采摘和存放苹果。


自动采摘苹果机器人,摘一个苹果只要九秒钟,成功率达到85%


在2月和3月在维多利亚州Drouin的Fankhauser苹果公司进行了广泛的试验后,该机器人能够通过其视觉系统识别出其冠层中所有可达苹果的85%以上。


在所有收获的苹果中,只有不到6%的苹果因去除茎而受损。没有茎的苹果仍然可以出售,但不一定符合某些零售商的化妆品准则。


将机器人的最大速度限制为一半,每个苹果的平均收获速度为12.6秒。在简化的取放场景中,周期时间减少到大约9秒。


通过使用机器人的容量速度,单个苹果的收获时间可以减少至仅7秒。


自动采摘苹果机器人,摘一个苹果只要九秒钟,成功率达到85%


开发的视觉系统不仅可以通过深度学习在室外果园环境中正确识别树木在其范围内的苹果,而且可以识别并分类障碍物(例如树叶和树枝),从而计算出提取苹果的最佳轨迹,运动产生与分析实验室(LMGA)主任Chen博士说。


自动收割机器人虽然是农业领域的一项有前途的技术,但对果蔬种植者提出了挑战。


机器人采摘水果和蔬菜需要视觉系统来检测和定位农产品。为了提高成功率并减少收获过程中产品的损坏,还需要有关形状以及茎-支关节位置和方向的信息。


为了解决这个问题,研究人员创建了一种最先进的运动计划算法,该算法具有快速生成无碰撞轨迹的功能,可最大程度地减少苹果之间的加工和行进时间,减少收获时间并最大程度地增加可收获苹果的数量。


机器人的视觉系统可以识别相机视野范围内约1.2m的所有可见苹果中的90%以上。该系统可以在所有类型的光照和天气条件下工作,包括强烈的阳光和雨水,并且不到200毫秒即可处理苹果的图像。


项目实施了“路径规划”算法,该算法能够为树冠中所有可及苹果中95%以上的苹果生成无碰撞轨迹。规划机器人的整个轨迹仅需八秒钟,即可抓取并放置一个苹果。


机器人通过专门设计的气动软夹持器来抓苹果,该抓爪具有四个独立致动的手指和抽吸系统,可以有效地抓取和提取苹果,同时最大程度地减少对水果和树本身的损害。


此外,吸风系统将苹果从树冠吸引到抓具中,从而减少了将抓具伸入树冠的需要,并有可能损坏其周围环境。抓取器可以从计划收获的树冠中提取出超过85%的苹果。


该系统可以解决解决当前澳大利亚农业部门劳动力短缺,随着人口增长和耕地减少带来的未来粮食危机的挑战。他说,技术的进步还可以帮助提高水果的生产力,并吸引年轻人使用这种技术在农场工作。


该项目由澳大利亚研究委员会工业转型研究中心资助。


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