8、温室番茄果实巡检机器人的跟踪与计数方法

温室番茄果实巡检机器人的跟踪与计数方法

1. 引言

番茄是世界三大贸易蔬菜之一，在全球蔬菜贸易中占据重要地位。中国是世界上最大的番茄生产国，但单位面积产量远低于发达国家。为提高番茄单位面积产量，除了采用温室栽培，科学管理番茄至关重要。利用巡检机器人获取番茄生长数据，可大幅降低劳动力成本，提高番茄种植效率。统计温室番茄数量，不仅能合理安排采摘周期，还能提前制定营销计划，提高经济效益。

随着计算机视觉技术和深度学习算法的不断发展，机器人逐渐应用于农业场景，以提高作物种植效率并降低人工成本。利用计算机视觉技术替代人眼进行果实计数，在果园和温室等场景中得到了广泛应用。

本文提出了一种温室巡检机器人的番茄果实计数方法，通过巡检机器人的空间位移信息跟踪图像中番茄的位置，实现番茄果实的跟踪与计数功能。该方法主要分为三个步骤：
1. 使用训练好的果实检测模型识别图片中的果串和单个果实，并为每个果串生成一个信息列表。
2. 处理番茄信息列表，删除重复标签。
3. 将信息列表转换为番茄数量。

2. 材料与方法

2.1 番茄样本与巡检机器人

本研究选用的番茄是来自江苏省苏州市相城区倪家湾温室的樱桃番茄“佳喜乐”。番茄种植在垄上，果实成串生长。经过人工农艺处理，成熟的番茄果实与地面保持固定的高度范围。两垄番茄之间有一条轨道，供温室巡检机器人和番茄采摘机器人等车辆行驶。

目前使用的巡检机器人主要由深度相机（Realsense D435i）、升降杆和温室轨道底盘组成。升降杆可满足不同高度番茄果实的巡检需求。底盘包含一套 RFID 系统，当读取轨道两端的标签时，可控制巡检功能的开启和关闭。同时