[发明专利]选择和采收果实的自动化方法和实施该方法的机械设备

说明书

本发明涉及果实自动化采收的领域，特别是诸如葡萄之类的成串的果实。本发明涉及一种用于采收茎干所结的果实的方法，该方法包括在两个阶段进行图像处理。根据本发明，方法(100)包括：在表示植物分组的整体图像中检测感兴趣区域的步骤(120)，其中使用图像处理过程在整体图像中检测一个或多个感兴趣区域，每个感兴趣区域包括果实的至少一部分，获取局部图像的步骤(130)，其中在每个感兴趣区域附近获取局部图像，每个局部图像表示所考虑的感兴趣区域的果实的至少一部分，以及识别茎干的步骤(150)，其中在每个局部图像中识别茎干。

技术领域

本发明涉及农业自动化领域，并且更具体地，涉及自动识别待采收的果实的领域。本发明涉及一种用于采收茎干所结的果实(尤其是诸如葡萄串之类的成串的果实)的方法，以及用于采收果实的机械设备。

背景技术

果实采收，对于葡萄而言通常称为“葡萄采收”，可以通过机械的或手动的方法执行。机械的方法可以通过葡萄树幼苗的摇动或脱粒来执行，从而使果粒与梗分离并使果粒落在收集垫上。这种方法可能非常适合某些葡萄品种，这些葡萄品种的果串的梗不需要保留，并且葡萄的果粒不易受到氧化的影响或汁液被外皮着色的影响。实际上，浆果的质变导致汁液的氧化并且外皮中含有的着色物质溶解。由于上述原因，为了在加压期间避免果粒裂开并保持梗及其质量，通过切割整个果串来执行手动方法的葡萄采收。该方法需要在相对较短的期间内(通常在10-15天范围内)的相当大的劳动力，在此期间葡萄具有足够的成熟度。

另外的困难由这一事实引起：在采收时，葡萄园在葡萄园的不同的葡萄树之间具有不同的成熟度，还在同一葡萄树上具有不同的成熟度。为解决该问题，已经建议将用于确定果实的成熟度的果实采收机器装置和用于单独地采收和分类已经达到足够成熟度的果实的装置集成一体。

申请FR 2 760 595 A1描述了一种用于采收葡萄串的方法，包括：在已经达到令人满意的成熟度的葡萄串的果柄上手动设置标记手段的在先步骤；检测标记手段和引导切割设备朝向每个标记手段的步骤；以及在每个标记手段处切割果柄的步骤。该解决方案允许只采收成熟的葡萄，同时保持浆果和整个果串的完整性。尽管如此，它还需要相当大的合格劳动力来进行标记手段的设置。

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种用于采收果实的完全自动的方法，该方法允许保持浆果和果串的完整。特别地，该采收方法必须允许识别和定位待采收的果实，优选地，根据其成熟度。本发明的另一目的是提供一种方法，其实施和开发成本与在农业用地中的使用相匹配。

发明内容

为此，本发明提供了一种用于采收果实的方法，该方法包括自动识别和定位果实的茎干或果柄，以及在这些茎干或果柄处单独且自动地切割果实。在两个阶段执行茎干的识别和定位：在第一阶段，获取表示树、灌木或植物的相对较大部分的所谓的整体图像，并且在该整体图像中检测一个或多个果实；在第二阶段，对于每个检测到的果实获取所谓的局部图像，并且识别和定位这些果实的茎干或果柄以用于其单独的切割。

更具体地，本发明的目的是一种用于采收茎干或果柄所结的果实的方法，该方法包括：

■在表示植物分组的整体图像中检测感兴趣区域的步骤，其中使用图像处理在整体图像中检测一个或多个感兴趣区域，每个感兴趣区域包括果实的至少一部分，

■获取局部图像的步骤，其中在每个感兴趣区域附近获取局部图像，每个局部图像表示所考虑的感兴趣区域的果实的至少一部分，以及

■识别茎干或果柄的步骤，其中在每个局部图像中识别茎干或果柄。

植物分组被认为结有一组果实，例如成串的果实。例如，植物分组由果树或灌木、攀缘植物(例如，黄瓜或西红柿)或葡萄树形成。在后一种情况下，待采收的果实是葡萄串。整体图像表示该植物分组的全部或部分。作为示例，整体图像可以使大约1m²(平方米)的面积成像。