草莓采摘机器人技术研究毕业论文

你说的草莓植物图像语言技术应该是草莓采摘机器人的一个核心部分，草莓成熟度和空间位置的识别是草莓采摘机器人研究的重要环节 ,解决此问题必须首先对采集的草莓图像进行分割。采用三层BP神经网络 ,通过分析选取 3× 3邻域像素的H通道值作为草莓图像的特征 ;选取HSV模型中与亮度无关的通道以排除图像的明暗对分割效果的影响 ;采用单通道以缩短图像处理时间。选取 2 0幅图像作为训练样本 ,以人工借助Photoshop软件分割后的图像作为教师信号 ,采用BP算法对神经网络的权值进行训练。经过 10 0次循环后 (误差为 0 0 0 1) ,获得了有效的网络权值。

答案是当然存在了。在比利时的一间温室中，有台小型机器人，它穿过生长在支架托盘上的一排排草莓，利用机器视觉寻找成熟完好的果实，然后用3D打印的爪子把每一颗果实轻轻摘下，放在篮子里以待出售。如果感觉果实还未到采摘的时候，这个小家伙会预估其成熟的时间，然后重新过来采摘。

这套系统能够取代传统的草莓种植和收割模式。在加州，严格的移民政策加上丰富的经济环境令移民农场工的数量不断减少，而本地工人也不想干这种工作，这导致草莓种植者很难找到工人来采摘水果。在英国，英国脱欧使农业工作对东欧工人的吸引力下降，而这些工作此前大多被他们承包。如今，大多数发达国家都面临着类似的农业劳动力短缺的挑战。

“农业劳动力在眼下是不可持续的，因为从事这种工作的常常是外来人口，他们远道而来，然后忙完了再回家。要么就是一些移民，他们希望以此起步，未来再换更好的工作，”Octinion 首席执行官汤姆·科恩(Tom Coen)说道。

Octinion公司开发的这台机器人可每五秒钟摘一颗草莓，而人类的速度要稍快，平均每三秒摘一个。

“我们要略慢一点，但在经济上我们是有利可图的，因为每个果实的成本是类似的，”科恩说。

Octinion基于成本约束、以及其他采摘草莓的要求开始设计这台机器人。比如，草莓的茎在采摘时不应留在果实上，因为它会在篮子里刺破其他的草莓。当果实开始包装时，更红的一面应该放在上面，以吸引消费者。机器人的视觉系统能够完成这项任务。

这台机器人的设计目的是为了与“桌面”生长系统配合，即草莓生长在一排排托盘上，而不是田野里，因为这是行业正在发展的方向。在欧洲，温室种植草莓已经成为一种标准方式，生产的草莓大多出口到了美国。Driscolls等主要生产商已经开始转向托盘生长系统，因为架高种植要更便于机器人或人类采摘。Driscolls一直在开发另一个草莓采摘机器人，但它总会把草莓割伤。而Octinion的机器人则会计算是否会擦伤草莓，如果会则不摘。

除了更便于采摘，托盘生长系统还更节水，因为系统只需浇灌草莓周围少量的土壤即可，并且单位面积产量更高。

随着全球城市化不断提高，科恩相信，垂直农业系统必然会越来越多，而机器人将帮助该系统更具经济效益。

“美国产出的草莓约80%都来自加州，这意味着你在纽约吃的草莓可能已经在卡车上运输两天。无论是从生态还是经济效益方面，这都不太划算。”他说。

目前，Octinion公司的这台机器人已经接近完成开发，该公司正携手比利时研究中心Research Center of Hoogstraten对其进行测试。到明年，Octinion将开始与草莓采摘工人合作进行试点测试，并于2019年上市销售。此外，该公司还计划丰富这台机器人的技能包，让其采摘辣椒、番茄、黄瓜等其他农产品。

“我们希望，任何可以在温室种植的作物它都能够采摘，”科恩说。