用于机器采摘的高架草莓识别与分级方法的研究

发布时间：2021-08-12 00:24

　　近年来随着草莓高架立体栽培模式的迅速推广,草莓的机械化采摘提上了日程。针对机械化采摘的大趋势,研究高效的草莓识别和分级技术成为当务之急。然而,草莓间存在相互重叠、枝叶遮挡以及个体成熟度差异等问题,给准确高效的机械化草莓采摘带来了巨大的挑战。同时,成熟草莓质量分级也局限于采摘后的二次分拣,进而导致额外的果实损伤。如果能在机械化采摘的同时完成质量分级,将会进一步提高自动化采摘的效率。本文研究了成熟高架草莓的快速识别和采摘同时分级的方法。具体工作和成果如下:首先,提出了采摘场景下的高架草莓图像样本的预处理手段,包括:利用双边滤波和Ostu分割实现目标与背景分离,以及采用最小外接矩形标记法获得成熟草莓识别和质量分级方法的实验样本。其次,提出了多尺度滑动窗口草莓目标检测法,采用基于HOG特征和支持向量机（SVM）的检测算法。实验结果表明,分离的草莓100%能检测到,重叠草莓的平均检测率达到96.75%;1024×1024大小图像在64×128窗口下平均检测时间为1.1s,草莓平均检测时间为0.238s。然后,设计了成熟草莓的两种识别策略及其算法:（1）基于HOG特征、H特征的SVM识别算法;（2... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

露地栽培草莓高架立体栽培模式作为一种轻作业化、洁净栽培方式被迅速推广，具有两大优点：

东南大学硕士学位论文先开展现代化温室草莓高架基质栽培的研究工作。2012～2013 年，昌平区引入了适用于日光温室的高架基质栽培模式，共扩建 175 栋日光温室栽培高架基质草莓，从此在种植户间得到大力推广[6]。如图 1-2 所示的高架栽培草莓果实距地面高度高、茎秆充分暴露、生长较为分散，果实成批次地集中成熟，非常适合机械化采摘。

第一章 绪论系统完成。采摘机机械化设计水平较高，整个采摘工作可由一个人操作完成。比利时Octinion 工程公司于近期研制出一款机器视觉和 3D 打印“手”相结合的草莓采摘机器人，如图 1-5 所示。轻触手抓取草莓而不损坏果实，3D 打印手臂每隔 3 秒可以采摘一个草莓果实，其采摘速度、采摘质量和分拣质量可与人类采摘工具相媲美。

【参考文献】：
期刊论文
[1]颜色差值分类算法在草莓成熟程度检测中的应用[J]. 许丽建.  科技通报. 2012(10)
[2]高架草莓采摘机器人设计与试验[J]. 张凯良,杨丽,王粮局,张丽霞,张铁中.  农业机械学报. 2012(09)
[3]基于神经网络的草莓形状的判别[J]. 郭志冬.  数字技术与应用. 2012(07)
[4]高架栽培草莓采摘机器人系统设计[J]. 冯青春,郑文刚,姜凯,邱权,郭瑞.  农机化研究. 2012(07)
[5]基于神经网络及近红外光谱的草莓成熟度快速识别方法[J]. 闫润,王新忠,张莹莹.  安徽农业科学. 2012(10)
[6]基于神经网络的水果自动分类系统设计[J]. 吕秋霞,张景鸿.  安徽农业科学. 2009(35)
[7]用于草莓收获机器人的果实定位和果柄检测方法(英文)[J]. 郭峰,曹其新,崔永杰,永田雅辉.  农业工程学报. 2008(10)
[8]基于多元聚类分析的草莓形状分类算法[J]. 赵燕超,徐丽明.  中国农业大学学报. 2008(01)
[9]基于Hough变换的成熟草莓识别技术[J]. 谢志勇,张铁中,赵金英.  农业机械学报. 2007(03)
[10]日本草莓高架栽培发展现状[J]. 刘小明,陈兴明.  果农之友. 2004(03)

硕士论文
[1]苹果采摘机器人在线分级系统设计[D]. 谈英.南京农业大学 2014
[2]机采名优茶鲜叶分级技术及分级机研究[D]. 张兰兰.浙江大学 2012
[3]草莓收获机器人采摘系统研究[D]. 陈利兵.中国农业大学 2005



本文编号：3337195