苹果在线分级系统设计与试验

张庆怡， 顾宝兴， 姬长英， 方会敏， 郭 俊， 沈文龙

(1南京农业大学 工学院，江苏 南京 210031； 2山东省农业机械科学研究院，山东 济南 250100)

苹果在线分级系统设计与试验

张庆怡1， 顾宝兴1， 姬长英1， 方会敏2， 郭 俊1， 沈文龙1

(1南京农业大学 工学院，江苏 南京 210031； 2山东省农业机械科学研究院，山东 济南 250100)

【目的】根据苹果采摘机器人结构和作业特点设计与其配套的在线分级系统, 满足实时分级需求。【方法】通过预分级机构剔除果径在等级外的苹果，减少视觉分级的无用功；利用力传感器获取苹果质量信息并确定质量等级；通过机器视觉技术实现苹果大小和腐烂面积的检测；借助Matlab和VS2008开发图像处理算法和界面控制程序；构建基于CAN总线的分布式控制网络。对苹果进行综合分级试验。【结果】苹果实际直径与检测直径的决定系数为0.990 3，实际质量与检测质量的决定系数为0.999 6，实际腐烂面积与检测腐烂面积的决定系数为0.985 5，综合分级成功率可以达到89.71%，连续分级时单果平均分级时间为2.89 s。【结论】该分级系统工作稳定，方便扩展，有较高的分级效率和分级精度，可以满足采摘机器人的实时分级需求。

采摘机器人； 预分级； 在线实时分级； 机器视觉； 图像处理算法； 综合分级

苹果分级是苹果收获后处理和进入市场销售前的一个重要环节[1]。基于数字图像处理的苹果分级方法已有大量研究，但大多侧重于苹果大小、形状等单一特征分级[2-5]，难以满足苹果分级过程中对多指标进行描述的要求。此……