作品名稱:基于視覺技術的全自動多功能菠蘿采摘機
學校名稱:廣州大學
參賽隊伍:菠蘿收割大隊
參賽學生:程健翔 陳毓鋒 黎子良
指導老師:江帆 劉長紅
菠蘿,是中國第三大最重要的熱帶水果,僅次于香蕉和芒果。通過查閱外文資料可知,2016年中國的菠蘿的年產量為2,078,126噸,僅次于菲律賓,是世界第四大菠蘿種植大國。
菠蘿雖然是我國重要的經濟果樹,但是其自動化采摘程度卻是很低的。當今菠蘿采摘機的現狀,主要包括半自動化采摘機和處于研制階段的菠蘿采摘執行末端這兩大類。前者并沒有具體投入使用的采摘機,仍處于研制階段。后者雖然采摘效率高,但是依舊沒有脫離人工才采摘;
本基于視覺技術的全自動菠蘿采摘機的優勢在于可替代人工在田地中進行菠蘿采摘,可以收集和運輸采摘后的菠蘿。并且菠蘿識別精確度高,掰斷菠蘿的力度準確,能有效降低菠蘿因采摘造成的損傷。極大提高菠蘿采摘的效率。
本菠蘿采摘機采用機器視覺技術來代替人工識別菠蘿的位置,通過對安裝在菠蘿采摘裝置頂部的攝像頭所采集的圖像數據進行輪廓處理,求取上述各個輪廓的周長以及圍成的面積,選取設定面積區間內的輪廓,用矩形框框出菠蘿頭,再求出對應凸多邊形的質心,返回質心的坐標。即可得出所需采摘的菠蘿的精確位置。能提供掰斷菠蘿的最適位置。
另一方面本菠蘿機的摘取裝置的機械結構部分選用“籠式”結構,能很好地把菠蘿套進籠套內,使其不易脫離。而通過模擬人工掰斷菠蘿的方式,得出在籠內設置上下雙推桿來掰斷菠蘿的方案,經驗證,該裝置安裝方便,用很小的力即可使菠蘿和莖分離,可以不損傷菠蘿莖上的幼苗。
根據菠蘿地的特性,本菠蘿的整體框架選用“龍門式”的設計,能滿足承載菠蘿機整體的重量的同時,減少體積,能更平穩地在菠蘿地間行走。通過充分利用菠蘿機兩側的空間,設置了菠蘿放置裝置,能很好地利用菠蘿采摘裝置的移動來實現菠蘿的放置,提高整體空間利用率。
目前已申請發明專利:1.一種機械式菠蘿采摘裝置2.一種推桿式菠蘿采摘裝置3.一種菠蘿頭部的快速定位與識別方法及系統。