近日，機(jī)械與電子工程學(xué)院苑進(jìn)教授團(tuán)隊(duì)在《Computers and Electronics in Agriculture》發(fā)表題為“3MSP2: Sequential Picking Planning for multi-fruit congregated tomato harvesting in multi-clusters environment based on multi-views”的最新研究成果。機(jī)電學(xué)院博士研究生戴念祖為第一作者，苑進(jìn)教授為文章唯一通訊作者，劉學(xué)美教授、方家明博士參與課題研究，我校為第一通訊單位。

作為世界上最重要的水果和蔬菜之一，番茄在全球蔬菜貿(mào)易市場(chǎng)中占有重要地位，每年都需要大量勞動(dòng)力進(jìn)行采收作業(yè)。然而，隨著人口老齡化，勞動(dòng)力短缺現(xiàn)象逐漸加劇，導(dǎo)致在采收季節(jié)難以招募到足夠的工人。因此，亟需開(kāi)發(fā)具有智能感知和選擇性收獲能力的采摘機(jī)器人，以解決收獲季節(jié)勞動(dòng)力不足的問(wèn)題，降低收獲成本，提高收獲效率。對(duì)于采摘機(jī)器人而言，高效、穩(wěn)健和高成功率的抓取策略包括最佳采摘姿勢(shì)和最佳采摘序列。然而，現(xiàn)有的這些采摘姿態(tài)估計(jì)方法和采摘序列規(guī)劃方法并不能直接用于大果叢生番茄的采摘，因?yàn)槭褂眠@些方法做出決策的采摘機(jī)器人對(duì)特定環(huán)境下采摘任務(wù)的魯棒性較差，它們難以在叢生、無(wú)序和復(fù)雜的環(huán)境中自動(dòng)確定采摘果實(shí)目標(biāo)。特別是對(duì)于不同類型和采收方式的番茄植株，其生長(zhǎng)狀態(tài)具有不確定性，空間相對(duì)位置和空間姿態(tài)也不盡相同。

針對(duì)以上技術(shù)難題，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)苑進(jìn)教授團(tuán)隊(duì)提出了一種新穎的番茄順序采摘規(guī)劃方法，稱為3MSP2（3M 表示多視角、多集群和多果實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景，SP2 表示順序采摘規(guī)劃），用于多集群環(huán)境下的多果實(shí)集中采摘，以提高機(jī)器人采摘效率并減少末端執(zhí)行器對(duì)相鄰果實(shí)造成的損壞。

圖1. 3MSP2方法工作流程

圖2. 番茄采摘機(jī)器人試驗(yàn)平臺(tái)

該研究得到了山東省重大科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金和山東省棉花產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compag.2024.109303

編      輯：萬(wàn)    千 

審      核：賈    波