农业机械学报

作者：雷志龙，刘畅，王权

单位：江苏大学,江苏大学,江苏大学,

关键词：番茄采摘机器人;结构设计;YOLO v5;识别与定位

基金：江苏省农业科技自主创新项目（CX(21)1007）

番茄是设施农业中种植面积较大的农作物之一，在农业生产劳动力紧缺的背景下，实现其自动化采摘具有重要意义。针对设施单果番茄采摘的需求，设计了一款设施番茄智能采摘平台，主要由升降机构、采摘机构、识别与定位系统等部分组成。平台整体结构由低压一体化伺服滚珠丝杠副升降机构、六轴协作机械臂和力控末端执行器组成，实现了自动化、精确高效的采摘作业；基于改进YOLO v5-HSV融合算法来识别检测，通过对H分量进行图像阈值分割，提高了对成熟目标果实识别的准确率，有效排除未成熟番茄和枝叶背景的干扰；通过眼在手外的标定方法，使用ZED双目相机进行定位，来实时获取目标果实在机械臂基坐标系下的空间坐标。搭建的设施番茄采摘机样机平台在现场采摘试验中，识别准确率达到95.01%，采摘成功率为87.96%，单果平均采摘时间为14.56s。结果表明，YOLO v5-HSV融合算法能够减少对番茄的识别误差，使用眼在手外算法计算出转换矩阵，实现对目标果实准确识别与定位，设施番茄智能采摘装置的识别定位和采摘能力满足实际工作需求。

来源：2025年第7期

《农业机械学报》期刊编辑部

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