【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及草莓采摘方法，具体涉及一种基于视觉识别定位的垄内草莓采摘方法。
技术介绍
1、传统的草莓采摘主要是依靠人工完成，用于采摘作业的时间占到生产总时间的40％-50％，劳动强度大、效率低，采摘成本较高。随着科技和经济的发展，水果采摘机器人陆续应用于农业生产中，使用机器人替代农业劳动者，不但可以一定程度地缓解农村劳动力短缺的问题，还能够降低用工成本，对农业智能化发展起到推动作用。
2、例如，授权公告号为cn207653010u的技术专利公开的一种草莓自动采摘装置，该草莓自动采摘装置利用机械剪切减少草莓在采摘过程中受到的损伤，利用带传动机械臂进行移动并完成采摘和传送，对草莓进行部分简单包装和传送，将大大节约时间和劳动力。但是现有的草莓自动采摘装置仍存在以下的不足：
3、现有的草莓自动采摘装置大部分依靠人工驾驶或者遥控来完成采摘工作，对于草莓的位置和成熟度还需要人工判断，未能做到真正的全自动采摘，自动化程度和采摘效率有待提高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述存在的问题，提供一种基于视觉识别定位的垄内草莓采摘方法，该垄内草莓采摘方法基于视觉识别定位技术，可以自动识别草莓的位置和成熟度，从而准确地采摘草莓，自动化程度较高，有利于提高采摘效率。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
3、一种基于视觉识别定位的垄内草莓采摘方法，包括以下步骤：
4、(1)通过采摘机器人的行走机构搭载采摘执行机构和视觉识别模块
5、(2)通过视觉识别模块的摄像头实时采集垄上的草莓果实的图像，并将图像传送到处理器，由处理器对图像进行处理分析，判断果实是否成熟；
6、(3)若检测到果实已成熟，通过处理器对图像进行分析以确定该果实的相对位置信息；根据该果实的位置信息，通过处理器向采摘执行机构发送对应的驱动指令，通过采摘执行机构的横向驱动机构和竖向驱动机构驱动剪切终端靠近该果实；通过处理器控制通过剪切终端对果实的果梗进行剪切，果实掉落并由专门的收集箱收集；剪切终端复位；
7、(4)若检测到果实尚未成熟，通过行走机构继续沿着垄内往前移动，并按照上述操作对草莓进行采摘，直至采摘工作完成。
8、本专利技术的一个优选方案，在步骤(2)中，对图像进行成熟度的处理分析包括以下步骤：
9、s1、对采集到的草莓图像进行数据增强，包括调整图像大小、灰度化或彩色转换，以应对过拟合现象；
10、s2、将s1得到的图像输入至草莓成熟度分类模型中，在草莓成熟度分类模型中，将s1得到的图像与数据库中的分类样本进行比对，以确定果实的成熟度；
11、将未成熟草莓果实标记为unripe，成熟草莓果实标记为ripe；
12、进一步，所述草莓成熟度分类模型通过以下步骤得到：
13、基于openmv摄像头模块的机器学习库，构建草莓成熟与否的分类模型；
14、通过调整网络结构或超参数方式优化模型，以提高准确性；
15、将训练好的模型部署到后台终端设备上，使其实时采集图像并传送到后台终端设备进行分析，并将结果反馈回给采摘机器人；采摘机器人根据结果转换为对应的指令控制各个机构。
16、本专利技术的一个优选方案，在步骤(3)中，果实的相对位置信息包括高度信息，该高度信息通过以下方式获得：
17、通过图像处理算法对成熟草莓果实图像进行预处理，获取成熟果实二值图像；
18、通过计算一阶矩获取果实重心坐标并提取其y值，确定果实在像素水平上的高度；
19、通过预实验确定像素水平与实际的高度转换关系，得到成熟草莓果实的高度；
20、根据高度信息，通过采摘执行机构的竖向驱动机构驱动剪切终端移动至与该果实相同的高度。
21、本专利技术的一个优选方案，在步骤(3)中，果实的相对位置信息包括水平距离信息，该水平距离信息通过以下方式获得：
22、通过图像处理算法对成熟草莓果实图像进行预处理，获取成熟果实二值图像；
23、通过计算一阶矩获取果实重心坐标并提取其x值，确定果实的像素的横向长度；
24、通过预实验确定像素的横向长度与实际的水平距离转换关系，得到成熟草莓果实的水平距离；
25、根据水平距离信息，通过采摘执行机构的横向驱动机构驱动剪切终端移动相同距离以便靠近果实。
26、本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
27、本专利技术的垄内草莓采摘方法基于视觉识别定位技术，可以自动识别草莓的位置和成熟度，从而准确地采摘草莓，自动化程度较高，有利于提高采摘效率。
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1.一种基于视觉识别定位的垄内草莓采摘方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于视觉识别定位的垄内草莓采摘方法，其特征在于，在步骤(2)中，对图像进行成熟度的处理分析包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于视觉识别定位的垄内草莓采摘方法，其特征在于，所述草莓成熟度分类模型通过以下步骤得到：
4.根据权利要求1所述的基于视觉识别定位的垄内草莓采摘方法，其特征在于，在步骤(3)中，果实的相对位置信息包括高度信息，该高度信息通过以下方式获得：
5.根据权利要求1所述的基于视觉识别定位的垄内草莓采摘方法，其特征在于，在步骤(3)中，果实的相对位置信息包括水平距离信息，该水平距离信息通过以下方式获得：
【技术特征摘要】
1.一种基于视觉识别定位的垄内草莓采摘方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于视觉识别定位的垄内草莓采摘方法，其特征在于，在步骤(2)中，对图像进行成熟度的处理分析包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于视觉识别定位的垄内草莓采摘方法，其特征在于，所述草莓成熟度分类模型通过以下步骤得到...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宏伟，李培炜，李岩舟，黎锦波，黄梓烜，黄植浩，陈亦冉，华杨，郝欣怡，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：
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