中文摘要：

在非结构化环境下实现果蔬精准采摘是目前果实自动化收获领域的研究热点，也是农业装备智能化技术的发展趋势之一。本项目利用双目视觉伺服采摘机构并融合力反馈控制的方法，从机械系统集成设计角度探讨果蔬精准采摘实现的集成化方法，以解决视觉-机械系统关联的目标绝对定位问题和采摘中的机械损伤问题。从番茄的物理和机械特性着手，指导设计了柔顺夹持末端执行器的机械结构和传感控制系统。建立了两指无滑动稳定抓取力学模型，分析了采摘过程中引起番茄抓取损伤的影响因素，优化了柔性抓取的关键控制参数，提出了柔性抓取的辅助手段与节能控制措施。研究了基于切片透视的双目视觉测量模型，进行了眼在臂上的手眼标定，得到了考虑视觉定位与机械定位关联的目标绝对定位模型。研究了提取番茄与障碍物空间分布信息的图像融合方法和基于构形空间的关节型机械臂避障路径规划方法，避障采摘番茄的试验表明该方法可以应用于番茄的自动收获。开展了番茄采摘机械臂的无障碍快速运动路径规划和基于任务分解的多果顺序采摘试验。项目的研究成果可以为我国果蔬自动化采摘系统集成设计提供一定的理论参考和技术支撑。