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Detección Automatizada de Ubicaciones de Sacudido de Ramas para la Cosecha Robótica de Cerezos Usando Visión por Computadora

Autores: Amatya, Suraj; Karkee, Manoj; Zhang, Qin; Whiting, Matthew D.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2017

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Acceso abierto

Artículo científico
2017

Detección Automatizada de Ubicaciones de Sacudido de Ramas para la Cosecha Robótica de Cerezos Usando Visión por Computadora


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Automatización
Cosecha de cerezas
Sacudido mecánico
Detección de ramas
Cámara 3D
Eficiencia en la recolección de frutas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La automatización en la cosecha de cerezas es esencial para reducir la demanda de mano de obra estacional para la recolección de cerezas y disminuir el costo de producción. El sacudido mecánico de las ramas de los árboles es una de las técnicas más estudiadas y utilizadas para la cosecha de cultivos de frutas de árbol pequeño como las cerezas. Para automatizar la operación de sacudido de ramas, se han desarrollado diferentes métodos para detectar ramas y cerezas en copas de árboles con follaje completo. El siguiente paso en este proceso es la localización de las posiciones de sacudido en las ramas de árbol detectadas para el sacudido mecánico. En este estudio, se desarrolló un método para localizar posiciones de sacudido para la cosecha automatizada de cerezas basado en las ubicaciones de píxeles de ramas y cerezas determinadas utilizando imágenes RGB e imágenes de cámara 3D. Primero, se localizaron las regiones de ramas y cerezas en imágenes RGB 2D. La información de profundidad proporcionada por una cámara 3D se mapeó luego en las imágenes RGB utilizando un método de calibración estéreo estándar. El error cuadrático medio general en la estimación de la distancia a los puntos de sacudido deseados fue de 0.064 m. Se utilizaron árboles de cereza entrenados en dos arquitecturas de copa diferentes, sistemas de enrejado en Y y sistemas de enrejado vertical, en este estudio. Las pruebas de cosecha se llevaron a cabo sacudiendo las ramas de los árboles en las ubicaciones seleccionadas por el algoritmo. Para el sistema de enrejado en Y, se logró una eficiencia máxima de eliminación de frutas del 92.9% utilizando hasta cinco eventos de sacudido por rama. Sin embargo, la eficiencia máxima de eliminación de frutas para el sistema de enrejado vertical fue del 86.6% con hasta cuatro sacudidas por rama. Sin embargo, se encontró que solo tres sacudidas por rama lograrían un porcentaje de eliminación de frutas del 92.3% y 86.4% en los sistemas de enrejado en Y y vertical, respectivamente.

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