基于视觉引导的番茄连续采摘序列优化方法

来源：农业机械学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：李晓娟，韩睿春，梁治，陈涛，林忠龙，刘博，邹湘军，吴乐天

单位：新疆大学,新疆大学,新疆大学,新疆大学,新疆大学,新疆大学,新疆大学,新疆农业科学院,

摘要：针对采摘机器人在连续采摘多个目标番茄时存在采摘成功率低、规划路径长等问题，提出一种基于视觉引导的多目标番茄采摘序列优化方法。建立空间异构双目立体视觉定位系统，获取多目标番茄三维坐标，判断番茄的成熟度与遮挡情况，建立非封闭空间下基于视觉引导的番茄采摘任务空间与集合，并将连续采摘问题转换为三维旅行商问题；构建基于改进麻雀算法（VG-ISSA）的连续采摘序列优化方法，采用立方混沌映射对种群初始化，获得随机性、遍历性高的麻雀种群，结合粒子群优化策略对探索者位置进行自适应调整，加入Levy飞行策略增强追随者的遍历性，提出一种视觉信息引入策略，使算法能够根据实际遮挡情况进行合理序列优化；通过仿真与实验室番茄采摘实验对所提方法进行验证，并与遗传算法、粒子群算法、标准麻雀算法进行比较，结果表明：所改进算法相较于遗传算法、粒子群算法、标准麻雀算法响应时间分别减少19.8%、32.9%、42.4%，采摘路径长度分别减少25.8%、24.0%、16.24%，实验证明所提方法在采摘机器人实现番茄连续采摘过程中具有一定的先进性。

关键词：番茄采摘机器人;视觉引导;采摘序列;旅行商问题;麻雀算法

基金资助：自治区天山雪松青年拔尖人才项目（20227SYCCX0061）和新疆维吾尔自治区重大专项（2022A02005-5）