基于机械臂的柑橘自动化采摘方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于机械臂的柑橘自动化采摘方法及装置，本发明专利技术根据当前位置信息确定目标区域范围，查找目标区域范围对应的柑橘品种以及柑橘品种对应的成熟柑橘颜色值区间，从初始图像中截取柑橘图像并进行颜色检测，以获得当前柑橘颜色值，根据当前柑橘颜色值和成熟柑橘颜色值区间判断柑橘图像对应的目标柑橘是否为成熟柑橘，在目标柑橘为成熟柑橘时，根据初始图像确定目标柑橘对应的目标枝干并确定切割位置，控制第一机械臂将采摘筐移动至柑橘的下方区域，并控制第二机械臂将切割装置移动至切割位置，控制切割装置对目标枝干进行切割，以使目标柑橘落入采摘筐中，以达到智能采摘柑橘的效果，避免了出现误摘，造成浪费了的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于机械臂的柑橘自动化采摘方法及装置
本专利技术涉及自动采摘
，尤其涉及一种基于机械臂的柑橘自动化采摘方法及装置。
技术介绍
现有技术中采摘柑橘的方式，多为通过人工来进行采摘，但是随着人工费用的增加以及果园产量的增加，人工采摘的方式费时费力，而且效率很难提高。所以，为了提高采摘效率，目前还存在通过机械设备来自动采摘柑橘的方式，但是，现有的自动采摘无法自动识别柑橘品种以及成熟度，在采摘柑橘的过程中容易将未成熟的柑橘采摘，从而导致容易出现误摘，造成浪费。上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种基于机械臂的柑橘自动化采摘方法及装置，旨在解决现有技术中自动采摘柑橘时，容易出现误摘，造成浪费的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于机械臂的柑橘自动化采摘方法，所述基于机械臂的柑橘自动化采摘方法基于柑橘自动化采摘设备，所述柑橘自动化采摘设备包括：定位芯片、摄像设备、机械臂、切割装置以及采摘筐，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，所述采摘筐设置在所述第一机械臂末端，所述切割装置设置在所述第二机械臂末端，所述基于机械臂的柑橘自动化采摘方法包括以下步骤：通过所述定位芯片确定所述柑橘自动化采摘设备的当前位置信息，并根据所述当前位置信息确定目标区域范围；查找所述目标区域范围对应的柑橘品种，并查找所述柑橘品种对应的成熟柑橘颜色值区间；通过所述摄像设备拍摄初始图像，并从所述初始图像中截取柑橘图像；对所述柑橘图像进行颜色检测，以获得当前柑橘颜色值；根据所述当前柑橘颜色值和所述成熟柑橘颜色值区间判断所述柑橘图像对应的目标柑橘是否为成熟柑橘；在所述目标柑橘为成熟柑橘时，根据所述初始图像确定所述目标柑橘对应的目标枝干，并根据所述目标枝干确定切割位置；控制所述第一机械臂将所述采摘筐移动至所述柑橘的下方区域，并控制所述第二机械臂将所述切割装置移动至所述切割位置；控制所述切割装置对所述目标枝干进行切割，以使所述目标柑橘落入所述采摘筐中。可选地，所述柑橘自动化采摘设备还包括储物筐；所述控制所述切割装置对所述目标枝干进行切割，以使所述目标柑橘落入所述采摘筐中之后，还包括：查找所述柑橘品种对应的柑橘体积，并获取所述采摘筐的采摘筐体积；根据所述柑橘体积和所述采摘筐体积确定柑橘数量，并根据所述柑橘数量确定目标切割次数；记录所述切割装置的切割次数，并将所述切割次数与所述目标切割次数进行比较；在所述切割次数与所述目标切割次数一致时，控制所述第一机械臂将所述采摘筐移动至所述储物筐的上方区域，并将所述采摘筐中的柑橘移入至所述储物筐中进行存储；对所述切割次数进行清零处理。可选地，所述定位芯片为北斗定位芯片；所述通过所述定位芯片确定所述柑橘自动化采摘设备的当前位置信息，并根据所述当前位置信息确定目标区域范围之前，还包括：在接收到用户输入的智能采摘指令时，根据所述智能采摘指令确定采摘信息；根据所述采摘信息确定采摘位置，并根据所述采摘位置进行路径规划，以获得采摘路径；通过所述北斗定位芯片和所述采摘路径控制所述柑橘自动化采摘设备按照所述采摘路径进行移动；在所述柑橘自动化采摘设备移动至所述采摘位置时，控制所述柑橘自动化采摘设备进入采摘模式；在所述采摘模式下，执行所述通过所述定位芯片确定所述柑橘自动化采摘设备的当前位置信息，并根据所述当前位置信息确定目标区域范围的步骤。可选地，所述通过所述摄像设备拍摄初始图像，并从所述初始图像中截取柑橘图像，包括：通过所述摄像设备拍摄初始图像，所述初始图像为RGB格式的图像；对所述初始图像进行格式转换，以获得待处理图像，所述待处理图像为HSI格式的图像；从所述待处理图像中提取色调特征和饱和度特征；根据所述色调特征和所述饱和度特征通过预设共振激励法进行数据融合，以获得融合图像；基于预设最大类间差法和所述融合图像确定前景区域；根据所述前景区域在所述初始图像中确定柑橘区域，并根据所述柑橘区域从所述初始图像中截取柑橘图像。可选地，所述对所述柑橘图像进行颜色检测，以获得当前柑橘颜色值，包括：检测所述柑橘图像中像素点的像素点数量，并获取各像素点的颜色值；根据所述颜色值和所述像素点数量计算平均颜色值；根据所述平均颜色值确定当前柑橘颜色值；相应地，所述根据所述当前柑橘颜色值和所述成熟柑橘颜色值区间判断所述柑橘图像对应的目标柑橘是否为成熟柑橘，包括：将所述当前柑橘颜色值与所述成熟柑橘颜色值区间进行比较，以判断所述当前柑橘颜色值是否在所述成熟柑橘颜色值区间内，获得判断结果；根据所述判断结果判断所述柑橘图像对应的目标柑橘是否为成熟柑橘。可选地，所述查找所述目标区域范围对应的柑橘品种，并查找所述柑橘品种对应的成熟柑橘颜色值区间，包括：将所述目标区域范围与预设第一映射列表中的待选区域范围进行匹配，获得第一匹配结果；根据所述第一匹配结果确定与所述目标区域范围对应的柑橘品种；将所述柑橘品种与预设第二映射列表中的待选成熟柑橘颜色值区间进行匹配，获得第二匹配结果；根据所述第二匹配结果确定与所述柑橘品种对应的成熟柑橘颜色值区间。可选地，所述查找所述目标区域范围对应的柑橘品种，并查找所述柑橘品种对应的成熟柑橘颜色值区间之前，还包括：获取待选区域范围以及所述待选区域范围内种植的柑橘对应的待选柑橘品种；根据所述待选区域范围和所述待选柑橘品种建立预设第一映射列表；获取待选柑橘品种对应的样本柑橘图像，并根据所述样本柑橘图像确定待选成熟柑橘颜色值区间；根据所述待选柑橘品种和所述待选成熟柑橘颜色值区间建立预设第二映射列表。此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种基于机械臂的柑橘自动化采摘装置，所述基于机械臂的柑橘自动化采摘装置包括：定位模块，用于通过定位芯片确定柑橘自动化采摘设备的当前位置信息，并根据所述当前位置信息确定目标区域范围；色值区间模块，用于查找所述目标区域范围对应的柑橘品种，并查找所述柑橘品种对应的成熟柑橘颜色值区间；图像处理模块，用于通过摄像设备拍摄初始图像，并从所述初始图像中截取柑橘图像；颜色检测模块，用于对所述柑橘图像进行颜色检测，以获得当前柑橘颜色值；成熟检测模块，用于根据所述当前柑橘颜色值和所述成熟柑橘颜色值区间判断所述柑橘图像对应的目标柑橘是否为成熟柑橘；切割位置模块，用于在所述目标柑橘为成熟柑橘时，根据所述初始图像确定所述目标柑橘对应的目标枝干，并根据所述目标枝干确定切割位置；机械臂控制模块，用于控制第一机械臂将采摘筐移动至所述柑橘的下方区域，并控制第二机械臂将切割装置移动至所述切割位置；采摘控制模块，用于控制所述切割装置对所述目标枝干进行切割，以使所述目标柑橘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机械臂的柑橘自动化采摘方法，其特征在于，所述基于机械臂的柑橘自动化采摘方法基于柑橘自动化采摘设备，所述柑橘自动化采摘设备包括：定位芯片、摄像设备、机械臂、切割装置以及采摘筐，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，所述采摘筐设置在所述第一机械臂末端，所述切割装置设置在所述第二机械臂末端，所述基于机械臂的柑橘自动化采摘方法包括以下步骤：/n通过所述定位芯片确定所述柑橘自动化采摘设备的当前位置信息，并根据所述当前位置信息确定目标区域范围；/n查找所述目标区域范围对应的柑橘品种，并查找所述柑橘品种对应的成熟柑橘颜色值区间；/n通过所述摄像设备拍摄初始图像，并从所述初始图像中截取柑橘图像；/n对所述柑橘图像进行颜色检测，以获得当前柑橘颜色值；/n根据所述当前柑橘颜色值和所述成熟柑橘颜色值区间判断所述柑橘图像对应的目标柑橘是否为成熟柑橘；/n在所述目标柑橘为成熟柑橘时，根据所述初始图像确定所述目标柑橘对应的目标枝干，并根据所述目标枝干确定切割位置；/n控制所述第一机械臂将所述采摘筐移动至所述柑橘的下方区域，并控制所述第二机械臂将所述切割装置移动至所述切割位置；/n控制所述切割装置对所述目标枝干进行切割，以使所述目标柑橘落入所述采摘筐中。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于机械臂的柑橘自动化采摘方法，其特征在于，所述基于机械臂的柑橘自动化采摘方法基于柑橘自动化采摘设备，所述柑橘自动化采摘设备包括：定位芯片、摄像设备、机械臂、切割装置以及采摘筐，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，所述采摘筐设置在所述第一机械臂末端，所述切割装置设置在所述第二机械臂末端，所述基于机械臂的柑橘自动化采摘方法包括以下步骤：
通过所述定位芯片确定所述柑橘自动化采摘设备的当前位置信息，并根据所述当前位置信息确定目标区域范围；
查找所述目标区域范围对应的柑橘品种，并查找所述柑橘品种对应的成熟柑橘颜色值区间；
通过所述摄像设备拍摄初始图像，并从所述初始图像中截取柑橘图像；
对所述柑橘图像进行颜色检测，以获得当前柑橘颜色值；
根据所述当前柑橘颜色值和所述成熟柑橘颜色值区间判断所述柑橘图像对应的目标柑橘是否为成熟柑橘；
在所述目标柑橘为成熟柑橘时，根据所述初始图像确定所述目标柑橘对应的目标枝干，并根据所述目标枝干确定切割位置；
控制所述第一机械臂将所述采摘筐移动至所述柑橘的下方区域，并控制所述第二机械臂将所述切割装置移动至所述切割位置；
控制所述切割装置对所述目标枝干进行切割，以使所述目标柑橘落入所述采摘筐中。


2.如权利要求1所述的基于机械臂的柑橘自动化采摘方法，其特征在于，所述柑橘自动化采摘设备还包括储物筐；
所述控制所述切割装置对所述目标枝干进行切割，以使所述目标柑橘落入所述采摘筐中之后，还包括：
查找所述柑橘品种对应的柑橘体积，并获取所述采摘筐的采摘筐体积；
根据所述柑橘体积和所述采摘筐体积确定柑橘数量，并根据所述柑橘数量确定目标切割次数；
记录所述切割装置的切割次数，并将所述切割次数与所述目标切割次数进行比较；
在所述切割次数与所述目标切割次数一致时，控制所述第一机械臂将所述采摘筐移动至所述储物筐的上方区域，并将所述采摘筐中的柑橘移入至所述储物筐中进行存储；
对所述切割次数进行清零处理。


3.如权利要求1所述的基于机械臂的柑橘自动化采摘方法，其特征在于，所述定位芯片为北斗定位芯片；
所述通过所述定位芯片确定所述柑橘自动化采摘设备的当前位置信息，并根据所述当前位置信息确定目标区域范围之前，还包括：
在接收到用户输入的智能采摘指令时，根据所述智能采摘指令确定采摘信息；
根据所述采摘信息确定采摘位置，并根据所述采摘位置进行路径规划，以获得采摘路径；
通过所述北斗定位芯片和所述采摘路径控制所述柑橘自动化采摘设备按照所述采摘路径进行移动；
在所述柑橘自动化采摘设备移动至所述采摘位置时，控制所述柑橘自动化采摘设备进入采摘模式；
在所述采摘模式下，执行所述通过所述定位芯片确定所述柑橘自动化采摘设备的当前位置信息，并根据所述当前位置信息确定目标区域范围的步骤。


4.如权利要求1所述的基于机械臂的柑橘自动化采摘方法，其特征在于，所述通过所述摄像设备拍摄初始图像，并从所述初始图像中截取柑橘图像，包括：
通过所述摄像设备拍摄初始图像，所述初始图像为RGB格式的图像；
对所述初始图像进行格式转换，以获得待处理图像，所述待处理图像为HSI格式的图像；
从所述待处理图像中提取色调特征和饱和度特征；
根据所述色调特征和所述饱和度特征通过预设共振激励法进行数据融合，以获得融合图像；
基于预设最大类间差法和所述融合图像确定前景区域；
根据所述前景区域在所述初始图像中确定柑橘区域，并根据所述柑橘区域从所述初始图像中截取柑橘图像。


5.如权利要求1所述的基于机械臂的柑橘自动化采摘方法，其特征在于，所述对所述柑橘图像进行颜色检测，以获得当前...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珏，郑禄，帖军，
申请(专利权)人：武汉晴川学院，中南民族大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42