一种番茄采摘分拣方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种番茄采摘分拣方法及系统，属于农业采摘技术领域。所述番茄采摘分拣方法包括采摘时，控制执行器对番茄施加的压力，直至达到预设压力值；基于预设压力值进行番茄电阻抗测试；根据生物电阻抗等效电路，确定压力曲线；利用压力曲线补偿采摘时的压力；基于补偿后的压力进行番茄电阻抗测试，得出番茄电阻抗；将获取到的番茄电阻抗与构建的数据库对比，得出番茄品质信息，进而进行分拣。本发明专利技术在采摘时通过电阻抗测试得到更精确的压力曲线，利用压力曲线补偿采摘时的压力，以达到更加精确的无损采摘；同时通过补偿后的压力进行番茄电阻抗测试，得出更精确的番茄电阻抗，以判断番茄的品质，进而实现采摘分拣复合作业，节约二次分拣时间。二次分拣时间。二次分拣时间。

【技术实现步骤摘要】
一种番茄采摘分拣方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种番茄采摘分拣方法及系统，属于农业采摘


技术介绍

[0002]我国虽然是番茄种植面积和产量大国，但还存在着番茄品质分拣能力低、成本高、效率低的问题。在农业上，我国番茄采摘和分拣是分开的，番茄采摘和分拣过程中依赖大量的人力，费时费力，且效率低下，人工采摘和分拣的方法由于人力成本越来越高，已经越来越不能适应市场的需求。
[0003]因此，市场上开始采用视觉识别法来对番茄品质进行分拣，传统视觉分拣装备依靠识别番茄大小和颜色等表型物理特性来进行品质分拣，虽然视觉识别法相比于人工二次分拣更省时间，但其只能通过番茄的外表来判断内部的品质，无法对番茄内部物质含量进行检测，因此具有一定局限性。
[0004]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种番茄采摘分拣方法及系统，来解决相关技术中番茄采摘和分拣分开进行、人工效率分拣低下、视觉识别无法检测番茄内部物质含量的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0007]一方面，本专利技术提供一种番茄采摘分拣方法，其特征在于，包括：
[0008]采摘时，控制执行器对番茄施加的压力，直至达到预设压力值；
[0009]基于预设压力值进行番茄电阻抗测试；
[0010]根据生物电阻抗等效电路，确定压力曲线；
[0011]利用压力曲线补偿采摘时的压力；
[0012]基于补偿后的压力进行番茄电阻抗测试，得出番茄电阻抗；
[0013]将获取到的番茄电阻抗与构建的数据库对比，得出番茄品质信息，进而进行分拣。
[0014]进一步地，所述控制执行器对番茄施加的压力，直至达到预设压力值包括：
[0015]输出恒压信号；
[0016]采摘时，根据反馈的电压信号判定是否达到预设压力值，若未达到，则继续输出恒压信号，若达到，则停止输出恒压信号，进行番茄电阻抗测试。
[0017]进一步地，所述基于预设压力值进行番茄电阻抗测试包括：
[0018]生成多频正弦电压信号；
[0019]通过多频正弦电压信号激励恒流源产生多频正弦电流信号；
[0020]将多频正弦电流信号注入番茄；
[0021]采集多频正弦电流信号注入番茄时番茄上的电压信号。
[0022]进一步地，所述根据生物电阻抗等效电路，确定压力曲线包括：
[0023]根据生物电阻抗等效电路，得到番茄电阻抗测试中番茄等效外液的阻值；
[0024]将番茄等效外液的阻值作为压力曲线的纵截距，得到压力曲线；
[0025]利用压力曲线补偿采摘时的压力。
[0026]进一步地，所述基于补偿后的压力进行番茄电阻抗测试，得出番茄电阻抗包括：
[0027]生成多频正弦电压信号；
[0028]通过多频正弦电压信号激励恒流源产生多频正弦电流信号；
[0029]将多频正弦电流信号注入番茄；
[0030]采集番茄上的电压信号，并计算得出电压的幅值和相位；
[0031]将电压的幅值和相位与注入番茄的电流作比较，得出番茄的电阻抗。
[0032]进一步地，所述构建的数据库为成熟度对生物电阻抗影响规律的数据库。
[0033]另一方面，本专利技术提供一种番茄采摘分拣系统，采用上述的番茄采摘分拣方法，其特征在于，包括：
[0034]执行器，用于采摘番茄；
[0035]压力分析模块，用于控制执行器对番茄施加的压力，以及确定压力曲线并利用压力曲线补偿采摘时的压力；
[0036]生物电阻抗分析模块，用于生成多频正弦电压信号；
[0037]阻抗前端检测模块，用于将多频正弦电压信号转换成多频正弦电流信号，并计算番茄等效外液的阻值以及番茄电阻抗；
[0038]电极片，用于将多频正弦电流信号注入番茄；
[0039]传感器，用于采集多频正弦电流信号注入番茄时番茄上的电压信号；
[0040]其中，所述执行器、压力分析模块、生物电阻抗分析模块、阻抗前端检测模块、电极片与传感器均电性连接。
[0041]进一步地，所述传感器为去除传感区域绝缘薄膜的传感器，包括两个导电材料，两所述导线材料与番茄串联。
[0042]进一步地，所述执行器采用机械手爪。
[0043]进一步地，所述机械手爪具有四指，四指分别安装有两个电极片与两个导电材料。
[0044]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果包括：
[0045]本专利技术在采摘时通过电阻抗测试得到更精确的压力曲线，利用压力曲线补偿采摘时的压力，以达到更加精确的无损采摘；同时通过补偿后的压力进行番茄电阻抗测试，得出更精确的番茄电阻抗，以判断番茄的品质，进而实现采摘分拣复合作业，节约二次分拣时间。
附图说明
[0046]图1是本专利技术实施例提供的番茄采摘分拣方法的流程框架图；
[0047]图2是本专利技术实施例提供的番茄采摘分拣系统的结构框架图；
[0048]图3是本专利技术实施例提供的生物电阻抗等效模型；
[0049]图4是本专利技术实施例提供的压力曲线图；
[0050]图5是本专利技术实施例提供的传感器的结构示意图；
[0051]图6是本专利技术实施例提供的传感器与番茄串联的结构示意图。
具体实施方式
[0052]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0053]实施例一：
[0054]如图1所示，本实施例提供了一种番茄采摘分拣方法，包括：
[0055]采摘时，控制执行器对番茄施加的压力，直至达到预设压力值；
[0056]基于预设压力值进行番茄电阻抗测试；
[0057]根据生物电阻抗等效电路，确定压力曲线；
[0058]利用压力曲线补偿采摘时的压力；
[0059]基于补偿后的压力进行番茄电阻抗测试，得出番茄电阻抗；
[0060]将获取到的番茄电阻抗与构建的数据库对比，得出番茄品质信息，进而进行分拣。
[0061]在本实施例中，所述控制执行器对番茄施加的压力，直至达到预设压力值包括：
[0062]输出恒压信号；
[0063]采摘时，根据反馈的电压信号判定是否达到预设压力值，若未达到，则继续输出恒压信号，若达到，则停止输出恒压信号，进行番茄电阻抗测试。
[0064]在本实施例中，所述基于预设压力值进行番茄电阻抗测试包括：
[0065]生成多频正弦电压信号；
[0066]通过多频正弦电压信号激励恒流源产生多频正弦电流信号；
[0067]将多频正弦电流信号注入番茄；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种番茄采摘分拣方法，其特征在于，包括：采摘时，控制执行器对番茄施加的压力，直至达到预设压力值；基于预设压力值进行番茄电阻抗测试；根据生物电阻抗等效电路，确定压力曲线；利用压力曲线补偿采摘时的压力；基于补偿后的压力进行番茄电阻抗测试，得出番茄电阻抗；将获取到的番茄电阻抗与构建的数据库对比，得出番茄品质信息，进而进行分拣。2.根据权利要求1所述的番茄采摘分拣方法，其特征在于，所述控制执行器对番茄施加的压力，直至达到预设压力值包括：输出恒压信号；采摘时，根据反馈的电压信号判定是否达到预设压力值，若未达到，则继续输出恒压信号，若达到，则停止输出恒压信号，进行番茄电阻抗测试。3.根据权利要求1所述的番茄采摘分拣方法，其特征在于，所述基于预设压力值进行番茄电阻抗测试包括：生成多频正弦电压信号；通过多频正弦电压信号激励恒流源产生多频正弦电流信号；将多频正弦电流信号注入番茄；采集多频正弦电流信号注入番茄时番茄上的电压信号。4.根据权利要求1所述的番茄采摘分拣方法，其特征在于，所述根据生物电阻抗等效电路，确定压力曲线包括：根据生物电阻抗等效电路，得到番茄电阻抗测试中番茄等效外液的阻值；将番茄等效外液的阻值作为压力曲线的纵截距，得到压力曲线；利用压力曲线补偿采摘时的压力。5.根据权利要求1所述的番茄采摘分拣方法，其特征在于，所述基于补偿后的压力进行番茄电阻抗测试，得出番茄电阻抗包括：生成多频正弦电压信号；通过多频正弦电...

【专利技术属性】
技术研发人员：章永年，杨子召，王兴盛，肖茂华，汪小旵，赵国，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：