Thiết kế và điều khiển robot thu hoạch khóm

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Author

  • Nguyễn Phạm Thục Anh

Từ khóa:

Robot thu hoạch
khóm
học sâu
YOLO
thị giác máy

Tóm tắt

Bài báo đề cập đến việc phát triển một hệ thống Robot thu hoạch trái khóm tự động. Hệ thống này bao gồm khối thị giác máy, hai tay máy Robot 3DOF dạng Gantry được lắp đặt trên khung công tác có thể di chuyển của máy với cơ cấu tác động cuối được thiết kế chuyên dụng và bộ phận điều khiển thu hoạch dựa trên ảnh phân tích. YOLOv3 (You only look once version 3) - một bộ nhận dạng dựa trên cơ sở mạng Nơ ron tích chập CNN được sử dụng để phát hiện và nhận dạng trái khóm đủ điều kiện thu hoạch. Các kết quả thử nghiệm off -line trên cơ sở dữ liệu 168 ảnh chưa được huấn luyện cho thấy mô hình huấn luyện có độ chính xác trung bình là 90,82%. Hệ thống được tiến hành thử nghiệm thu hoạch tại cánh đồng khóm thuộc tỉnh Tiền giang. Độ chính xác thu hoạch đạt được là 80% với khoảng 25 chu kỳ cắt và 12 giây là thời gian của một chu trình thu hoạch.

Tài liệu tham khảo

    [1] Schertz C E, Brown GK, “Basic considerations in mechanizing citrus harvest”, Trans. of the ASAE, pp. 343 -346, 1968.
    [2] Mehta, S.S. T.F. Burksauthor, “Vision -based control of robotic manipulator for citrus harvesting”, Computers and electronics in agriculture, v.102, pp. 146 -158, 2014.
    [3] Silwal, A., Davidson, J.R., Karkee, M., Mo, C., Zhang, Q., Lewis, K., “Design, integration, and field evaluation of a robotic apple harvester”, Journal of Field Robotics, pp. 1140 -1159, April 2017.
    [4] Tanigaki, K., Fujura, T., Akase, A., Imagawa, J., “Cherry -harvesting robot”, Computers and Electronics in Agriculture 63(1), pp. 65 -72, 2008.
    [5] Kondo N., “Strawberry harvesting robot”, Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers 103(976): 148 -149, 2000.
    [6] Bin Li, Maohua Wang, “In -field recognition and navigation path extraction for pineapple harvesting robots”, Intelligent Automation and Soft Computing, Vol. 19, No.1, pp. 99 -107, 2013.
    [7] Bin Li, Maohua Wang, Ning Wang, “Development of a real -time Fruit recognition system for pineapple harvesting robots”, An ASABE Meeting Presentation, 2010.
    [8] Nguyen Pham Thuc Anh, Hoang Son, Duong Van Tài, Bui Le Cuong Quoc, “Developing robotic system for harvesting pineapples”, Proc. of International Conference of Advanced Mechanic Systems, Hanoi 2020.
    [9] Tabb, A., Peterson, D., Park, J., “Segmentation of Apple fruit from video via background modeling”, ASABE paper No. 063060. St. Joseph, Mich.: ASABE, 2006.
    [10] A. J. Scarfe, R. C. Flemmer, H. H. Bakker and C. L. Flemmer, Development of an autonomous kiwifruit picking robot, Proceedings of the 4th International Conference on Autonomous Robots and Agents, pp. 380 -384, Feb 10 -12, 2009, Wellington, New Zealand.
    [11] P. Rajendra, N. Kondo, K. Ninomiya, J. Kamata, M. Kurita, T. Shiig, S. Hayashi, H. Yoshida, Y. Kohno. “Machine Vision Algorithm for Robots to Harvest Strawberries in Tabletop Culture Greenhouse”, Engineering in Agriculture, Environment and Food, Volume 2, Issue 1, 2009, pp. 24 -30.
    [12] J. Redmon, S. Divvala, R. Girshick, and A. Farhadi, “You only look once: Unified, real -time object detection”, in Proc. IEEE Conf. Comput. Vis. Pattern Recognit., Jun. 2016, pp. 779–788.
    [13] W. Liu, D. Anguelov, D. Erhan, C. Szegedy, S. Reed, C. -Y. Fu, A. C. Berg, “SSD: Single shot multibox detector”, in Proc. Eur. Conf. Comp. Vis. New York, NY, USA: Springer, 2016, pp. 21–37.
    [14] R. Girshick, “Fast R -CNN”, in Proc. IEEE Int. Conf. Comput. Vis., Dec. 2015, pp. 1440–1448.
    [15] Halstead, M., McCool, C., Denman, S., Perez, T., Fookes, C., “Fruit Quantity and Quality Estimation using a Robotic Vision System”, arXiv:1801.05560v1 [cs.CV] 17 Jan 2018.
    [16] Zhang, J., Gao, G., Karkee, M., Zhang, X., He, L. & Zhang, Q. “Branch Detection for Apple Trees Trained in Fruiting Wall Architecture using Depth Features and Regions -Convolutional Neural Network (R -CNN)”. Computers and Electronics in Agriculture. Volume 155, 2018, pp. 386 -393.
Xem thêm

##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##

Đã Xuất bản

Apr 30, 2021
Download
PDF
Cách trích dẫn
Nguyễn Phạm Thục Anh. “Thiết Kế Và điều khiển Robot Thu hoạch khóm”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 19, số p.h 4.1, Tháng Tư 2021, tr 63-68, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7429.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##