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基于YOLO v8-Seg的地栽草莓采摘机器人垄面视觉导航控制方法 被引量：5
1
作者 应仇凯 程泓超 +1 位作者 马锃宏 杜小强 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期9-17,共9页
农业机械无人化作业离不开自主导航技术。随着传感器发展和计算机视觉技术的完善,农业机器人在温室大棚自主视觉导航作业逐渐成为可能。本文针对地栽草莓采摘机器人开展垄面视觉导航控制方法研究,分析地栽草莓种植农艺,基于YOLO v8实例... 农业机械无人化作业离不开自主导航技术。随着传感器发展和计算机视觉技术的完善,农业机器人在温室大棚自主视觉导航作业逐渐成为可能。本文针对地栽草莓采摘机器人开展垄面视觉导航控制方法研究,分析地栽草莓种植农艺,基于YOLO v8实例分割算法获取草莓垄面特征,采用Canny边缘检测算法对垄面边缘信息进行提取。提出两条斜率分别为1和-1的直线遍历垄面边缘,通过统计截距信息,获取垄面上下各2个端点。进而得到垄面上下各2个端点的中心点坐标,连线垄面上下中心点成直线,即可获得垄面对应导航线。采集温室大棚环境下的地栽草莓垄面图像数据,经测试导航路径提取精度为96%,算法耗时30 ms。将算法部署至采用四轮阿克曼转向底盘的草莓采摘机器人,结合预瞄点跟踪算法,在仿真草莓垄上进行导航试验。经测试导航路径提取精度为94%,算法耗时30 ms。当行驶速度为0.2 m/s时,横向偏距最大为32.69 mm,均值为22.12 mm,均方根误差(RMSE)为5.37 mm,满足地栽草莓采摘机器人垄面自主导航控制。该控制方法配合采摘机器人自主采摘功能,可实现草莓采摘机器人无人自主作业。 展开更多
关键词 地栽草莓 采摘机器人 实例分割 垄面视觉导航 预瞄点跟踪 YOLO v8-seg
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垄作草莓双臂采摘机器人系统设计与试验
2
作者 刘旭赞 崔浩 +2 位作者 马于雯 杨朔飞 宋正河 《农业机械学报》 北大核心 2026年第5期71-81,148,共12页
针对垄作草莓采摘中的空间受限、叶片遮挡与果实易损难题,研制了集成四驱移动平台、六自由度机械臂、RGB-D相机、气泵驱动柔性三指夹爪及低压无刷涵道式鼓风机的四驱双臂采摘机器人系统,通过鼓风机吹散遮挡叶片使果实暴露。提出YOLO v8-... 针对垄作草莓采摘中的空间受限、叶片遮挡与果实易损难题,研制了集成四驱移动平台、六自由度机械臂、RGB-D相机、气泵驱动柔性三指夹爪及低压无刷涵道式鼓风机的四驱双臂采摘机器人系统,通过鼓风机吹散遮挡叶片使果实暴露。提出YOLO v8-seg-PCA-ICP三级框架实现果实实例分割与姿态估计,融合RRT^(*)和B样条插值生成振动抑制平滑轨迹。试验表明,YOLO v8-seg的mAP@0.5达92.7%,其中遮挡果实识别mAP@0.5为87.5%,姿态估计总体正确率71.8%,平均角度误差9.7°±6.6°。路径经B样条插值处理后有效抑制了关节振动,轨迹平滑无突变。温室采收试验中,采收成功率为86.5%,其中无遮挡与遮挡条件下分别为88.1%和71.4%,单果平均耗时9.6 s,孤立果实无损采摘率86.8%。结果表明,该系统在复杂垄作环境中具有良好的作业性能,为垄作草莓机械化采收提供了可行方案。 展开更多
关键词 草莓 采摘机器人 姿态估计 路径规划 YOLO v8-seg-PCA-ICP RRT^(*)算法
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