Diseño de un dispositivo de recolección de pimientos picantes para campos de pimientos picantes en colinas
Autores: Han, Weikang; Luo, Jialong; Wang, Jiatao; Gu, Qihang; Lin, Liujun; Gao, Yuan; Chen, Hongru; Luo, Kangya; Zeng, Zhixiong; He, Jie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diseño de un dispositivo de recolección de pimientos picantes para campos de pimientos picantes en colinas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Problemas
Sistema de cosecha inteligente
Reconstrucción de nube de puntos en 3D
Nivelación colaborativa de múltiples mecanismos
Desalineación del brazo robótico
Eficiencia de cosecha
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Para abordar problemas como la oclusión de hojas, el desalineamiento del brazo robótico de recolección y el rango limitado de recolección en campos de chiles en laderas, este documento diseña un sistema de recolección inteligente basado en la reconstrucción de nube de puntos 3D y el nivelado colaborativo de múltiples mecanismos. El sistema integra datos en tiempo real de un LiDAR y un sistema de navegación inercial IMU para reconstruir la nube de puntos de chile ocultos por hojas desde múltiples perspectivas. Para abordar problemas como el desalineamiento del brazo robótico causado por ondulaciones del terreno, el sistema integra una plataforma de nivelación adaptativa y un deslizador plano en forma de H, combinado con un giroscopio para ajustar dinámicamente la postura del brazo en tiempo real, garantizando la estabilidad del brazo mientras expande su espacio de trabajo. Además, para garantizar la eficiencia de la recolección y la integridad de los pimientos, se diseña un efector final flexible de corte y agarre integrado para lograr operaciones de corte y recolección sincronizadas. El experimento muestra que el sistema logra una precisión de reconocimiento del 81.95% para los chiles ocultos y del 89.04% para los chiles no ocultos. La tasa de éxito de la recolección es del 86.33%, con una operación de recolección única que dura 13.17 s. Durante una operación prolongada, la tasa de éxito de la recolección puede mantenerse en aproximadamente un 85.1%. En resumen, el sistema de recolección inteligente basado en la reconstrucción de nube de puntos 3D y el nivelado colaborativo de múltiples mecanismos proporciona una solución factible para la recolección automatizada de pimientos.
Descripción
Para abordar problemas como la oclusión de hojas, el desalineamiento del brazo robótico de recolección y el rango limitado de recolección en campos de chiles en laderas, este documento diseña un sistema de recolección inteligente basado en la reconstrucción de nube de puntos 3D y el nivelado colaborativo de múltiples mecanismos. El sistema integra datos en tiempo real de un LiDAR y un sistema de navegación inercial IMU para reconstruir la nube de puntos de chile ocultos por hojas desde múltiples perspectivas. Para abordar problemas como el desalineamiento del brazo robótico causado por ondulaciones del terreno, el sistema integra una plataforma de nivelación adaptativa y un deslizador plano en forma de H, combinado con un giroscopio para ajustar dinámicamente la postura del brazo en tiempo real, garantizando la estabilidad del brazo mientras expande su espacio de trabajo. Además, para garantizar la eficiencia de la recolección y la integridad de los pimientos, se diseña un efector final flexible de corte y agarre integrado para lograr operaciones de corte y recolección sincronizadas. El experimento muestra que el sistema logra una precisión de reconocimiento del 81.95% para los chiles ocultos y del 89.04% para los chiles no ocultos. La tasa de éxito de la recolección es del 86.33%, con una operación de recolección única que dura 13.17 s. Durante una operación prolongada, la tasa de éxito de la recolección puede mantenerse en aproximadamente un 85.1%. En resumen, el sistema de recolección inteligente basado en la reconstrucción de nube de puntos 3D y el nivelado colaborativo de múltiples mecanismos proporciona una solución factible para la recolección automatizada de pimientos.