番茄枝叶修剪机械手视觉伺服控制系统研究

来源：中国农机化学报杂志2022年第7期北京时间：

作者：梁喜凤, 花瑞, 杨铭涛

单位：中国计量大学机电工程学院，杭州市，310018

摘要：为解决番茄枝叶修剪机械手无法准确找到番茄侧枝修剪点的问题，保证番茄枝叶修剪机械手工作效率，提出基于不同边缘类型的番茄侧枝特征点识别方法。在粒子群算法优化的神经网络(PSO-BP)的基础上设计“眼在手上”视觉伺服控制系统。通过对番茄植株横纵边缘分割，分别进行横向边缘和纵向边缘的提取，用阈值分割除去番茄叶片的短边缘，并记录其交点横纵坐标，限制交点分别在横向边缘的上边缘和下边缘，得到对偶的番茄侧枝点。试验结果表明，所设计的视觉伺服系统能成功的识别番茄侧枝点，仿真试验测试得到图像特征的实际值和期望值误差在3~5个像素之间，五自由度的机械手能在4 s内移动到期望位置，为农业修剪枝叶机器人进一步研究提供参考。

关键词：枝叶修剪,视觉伺服,神经网络,图像处理

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51505454、31971796)；浙江省重点研发计划/重大科技专项重点农业项目(2015C02003)