蘋果在線分級系統設計與試驗

張慶怡， 顧寶興， 姬長英， 方會敏， 郭 俊， 沈文龍

(1南京農業大學 工學院，江蘇 南京 210031； 2山東省農業機械科學研究院，山東 濟南 250100)

蘋果在線分級系統設計與試驗

張慶怡1， 顧寶興1， 姬長英1， 方會敏2， 郭 俊1， 沈文龍1

(1南京農業大學 工學院，江蘇 南京 210031； 2山東省農業機械科學研究院，山東 濟南 250100)

【目的】根據蘋果采摘機器人結構和作業特點設計與其配套的在線分級系統, 滿足實時分級需求。【方法】通過預分級機構剔除果徑在等級外的蘋果，減少視覺分級的無用功；利用力傳感器獲取蘋果質量信息并確定質量等級；通過機器視覺技術實現蘋果大小和腐爛面積的檢測；借助Matlab和VS2008開發圖像處理算法和界面控制程序；構建基于CAN總線的分布式控制網絡。對蘋果進行綜合分級試驗。【結果】蘋果實際直徑與檢測直徑的決定系數為0.990 3，實際質量與檢測質量的決定系數為0.999 6，實際腐爛面積與檢測腐爛面積的決定系數為0.985 5，綜合分級成功率可以達到89.71%，連續分級時單果平均分級時間為2.89 s。【結論】該分級系統工作穩定，方便擴展，有較高的分級效率和分級精度，可以滿足采摘機器人的實時分級需求。

采摘機器人； 預分級； 在線實時分級； 機器視覺； 圖像處理算法； 綜合分級

蘋果分級是蘋果收獲后處理和進入市場銷售前的一個重要環節[1]。基于數字圖像處理的蘋果分級方法已有大量研究，但大多側重于蘋果大小、形狀等單一特征分級[2-5]，難以滿足蘋果分級過程中對多指標進行描述的要求。此……