[發明專利]自然環境中荔枝成熟果實自動識別與采摘系統

在審

• 申請號: 201310662132.6
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN104697996A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 劉揚
• 申請（專利權）人: 劉揚
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;A01D46/30
• 代理公司: 大連智慧專利事務所 21215
• 代理人: 周志艦

技術領域

本發明屬于機器視覺檢測技術領域，更具體的說，屬一種自然環境中荔枝成熟果實自動識別與采摘系統。

背景技術

隨著計算機科學和自動控制技術的不斷發展，果蔬采摘機器人已經逐步應用到農業生產作業過程中。日本、美國等發達國家一直致力于采摘機器人的研究，我國也在該領域研究取得了一定的成果。果實自動采摘機器人，首先要在作業中準確地識別成熟果實，然后才能對其具體位置進行定位并執行相關采摘動作。

當前采摘機器人涉及的對象主要有甜橙、蘋果、西紅柿、黃瓜、柑橘、草莓等，視覺系統的識別方法主要集中在通過顏色模型或灰度特征分割圖像、尋找目標，或者在圖像采集時使用濾波片等設備獲取較為簡單的圖像，再根據形狀特征尋找目標。目前已有方法大多停留在理論研究階段，對單果、無遮擋、色澤差別大等情況研究較多，對不同光線、遮擋和多果實等情況涉及較少，如何解決環境因素影響的識別問題是采摘機器人發展面臨的問題。

發明內容

本發明為了有效地解決以上技術問題，給出了一種自然環境中荔枝成熟果實自動識別與采摘系統。

本發明的一種自然環境中荔枝成熟果實自動識別與采摘系統，其特征在于：包括ARM控制器、圖像采集卡、顯示模塊、鍵盤輸入模塊、PLC、電源模塊、果實特征數據庫、光源照射模塊、CCD攝像頭、移動導軌、水平移動單元、垂直升降單元、抓取采摘單元；其中：

所述ARM控制器分別與所述圖像采集卡、所述顯示模塊、所述鍵盤輸入模塊、所述PLC、所述電源模塊、所述果實特征數據庫相連，所述PLC分別與所述ARM控制器、所述水平移動單元、所述垂直升降單元、所述抓取采摘單元相連，所述圖像采集卡分別與所述ARM控制器、所述光源照射模塊相連，所述光源照射模塊分別與所述圖像采集卡、所述CCD攝像頭相連，所述CCD攝像頭分別與所述光源照射模塊、所述移動導軌相連。

本發明給出了一種自然環境中荔枝成熟果實自動識別與采摘系統，通過分析荔枝的果實、果梗和樹葉的顏色信息特征，在YCbCr顏色模型中通過閾值分割法去除背景干擾，通過模糊聚類的方法識別荔枝果實和果梗，并在定位后進行自動抓取采摘。本發明與現有技術相比：具有系統結構簡單、安裝與調試方便、系統可靠性高、測量精度高、功耗低、易于普及推廣、維修方便等優點。

附圖說明

附圖1是本發明自然環境中荔枝成熟果實自動識別與采摘系統的結構示意圖。

具體實施方式

圖1是本發明自然環境中荔枝成熟果實自動識別與采摘系統的結構示意圖，自然環境中荔枝成熟果實自動識別與采摘系統包括ARM控制器1、圖像采集卡2、顯示模塊3、鍵盤輸入模塊4、PLC5、電源模塊6、果實特征數據庫7、光源照射模塊8、CCD攝像頭9、移動導軌10、水平移動單元11、垂直升降單元12、抓取采摘單元13；其中：

所述ARM控制器1分別與所述圖像采集卡2、所述顯示模塊3、所述鍵盤輸入模塊4、所述PLC5、所述電源模塊6、所述果實特征數據庫7相連，所述PLC5分別與所述ARM控制器1、所述水平移動單元11、所述垂直升降單元12、所述抓取采摘單元13相連，所述圖像采集卡2分別與所述ARM控制器1、所述光源照射模塊8相連，所述光源照射模塊8分別與所述圖像采集卡2、所述CCD攝像頭9相連，所述CCD攝像頭9分別與所述光源照射模塊8、所述移動導軌10相連。