面向机器人柑橘采摘的控制系统设计与试验

来源：中国农机化学报杂志2023年第9期北京时间：

作者：王焱清, , 汤旸, 杨光友,

单位：1. 湖北工业大学农机工程研究设计院，武汉市，430068；2. 湖北省农机装备智能化工程技术研究中心，武汉市，430068

摘要：面向柑橘采摘，构建以上位机、RealSense Camera R200深度相机、VS-6556垂直多关节工业用机械臂、三指柔性手爪等组成的采摘机器人硬件平台。以Windows10为开发环境，采用librealsense相机软件开发工具包、OpenCV计算机视觉库、TensorFlowGPU和Keras深度学习框架、ORIN2机械臂控制软件开发工具包、Arduino IDE函数库以及SerialPort串口通信软件开发工具包等，研究基于深度相机、机械臂二次开发的采摘控制系统设计，包括视觉识别定位、手爪动作控制、机械臂运动控制以及采摘控制等模块的程序设计。采摘控制系统柑橘定位试验和柑橘采摘试验的测试结果显示，在实验室环境下面对随机布置的柑橘，视觉识别定位模块的平均定位精度误差为1.22cm，采摘过程中柑橘识别成功率达到100%，平均识别时间约为47ms，机器人柑橘采摘成功率达到80%，平均采摘时间约为15.2s，验证了采摘机器人平台控制系统程序的可行性，表明所开发的采摘控制系统能够正确、高效地完成整个柑橘采摘作业流程。

关键词：采摘机器人,柑橘采摘,控制系统,程序设计,机器视觉

基金资助：国家重点研发计划项目(2017YFD0700603—03)；湖北省重点研发计划项目(2020BBA042)