采摘机器人的商业化未来可期

文章来源:聚英云农 发布时间: 2022-09-14 09:52:51
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日本地处东亚,在农作物栽培方面与中国有众多共同之处,既有北海道地区的大田农业,也有精细化稻田、设施农业,甚至热带农业。设施农业装备可以分为种苗前处理装备、播种装备、嫁接装备、移栽装备、设施环境控制装备、作物调整和授粉装备、植物保护装备、作物采收装备等。设施农业智能采收装备是指在设施农业环境条件下进行采摘收获的自动化、智能化农业装备,可以保证设施农业环境下的稳定高品质农业生产作业。

设施农业智能采收装备可以保证设施农业环境下的稳定高品质农业生产作业。
 

 

日本松下公司开发出一款番茄采摘机器人,搭载其自产的图像传感器,能够实现番茄的无人采摘。现已在日本农户进行试用,松下希望进一步提高传感器性能,最终实现商品化,并计划在本公司的植物工厂内使用这款采摘机器人。

据报道,该番茄采摘机器人使用的小型镜头能够拍摄7万像素以上的彩色图像。首先通过图像传感器检测出红色的成熟番茄,之后对形状和位置进行精准定位。机器人只会拉拽菜蒂部分,而不会损伤果实。在夜间等无人的时间也可进行作业。视觉系统还可以根据番茄颜色判断成熟度等外表品质信息。单个温室内每年总工作时间约为160,000 h,其中35,000~60,000 h用于采摘。该机器人的引入,一年可以减少约20%的番茄种植温室人工作业时间,目前已成功在多个温室作业。

番茄采摘机器人,植物工厂的应用
 

 

采摘篮装满后,通过无线通信技术通知机器人自动更换空篮子。番茄的收获和质量可以通过数据管理,更容易制定采摘计划。在开发中采摘一个番茄大约需要20秒,松下未来将进一步提高传感器性能,采摘速度预计将提高到6秒。

因此松下设计的番茄采摘机器人,强调用2台相机分别进行影像识别,从远距离确定有没有果实,以及从近距离确定果实是否已成熟到可采摘的水平,然后才将机械手臂伸到可采摘果实附近,不用刀具把果实扯下后,让西红柿掉到底下准备好的篮子中。

技术说起来虽然简单,但实际上枝叶遮蔽西红柿,让摄影机没看到,或是看到西红柿后摘下的却是挡路的树枝树叶等问题,发生次数并不少,这些都需要在应用AI学习的同时,进行软件以及硬件的改进。

番茄采摘机器人
 

在改进成果方面,据悉,已经做到平均15秒完成识别与采收操作的水平,而采摘成功率也已有50~60%,其中采到未成熟果实的状况已减少,而且这台采摘机器人的电力与系统稳定度,能持续工作5个小时。

番茄由于其种植面积大,采收时间长,吸引了众多研究机构参与研发,并由企业推出了商业化产品。高校针对科学问题的研究主要集中于使用新型消费级深度相机,如Intel Realsense系列相机,通过建立空间模型识别番茄簇的采收点位。此外,企业侧重于在保持现有工作效率的基础上,通过优化采收机器人的五大模块降低单台采收机器人的成本,让更多农民可以接收采收机器人的价格成本。

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