摘要
由于茂密的棉花冠层会限制机器人的操作空间，还会增加棉铃被遮挡的概率，从而导致目标可见度降低，且在采摘过程中可能造成纤维损伤，因此实现可靠的选择性采摘长绒棉仍然是一项挑战。为了解决这些问题，研究人员开发了一种移动式双臂机器人采摘系统，该系统结合了分层深度感知、棉铃识别、优化后的运动规划以及三指型柔性末端执行器，可用于新疆长绒棉田的自动采摘作业。所采用的YOLOv7-DCN-SENet模型在测试集上的精确率为95.75%，召回率为92.65%，mAP@0.5值为97.19%；而在实验配置下，该机器人的内置计算平台能够以101帧/秒的速度运行。研究在冠层开放、可直接看到的棉铃上进行了室内和田间实验。双臂机器人分别实现了74.6%和57.6%的并行采摘成功率，平均采摘时间分别为28.2秒和34.9秒。田间作业的性能主要受到强光过曝、深度信息丢失、遮挡导致的定位误差、狭窄冠层空间内的手臂相互干扰，以及摘除棉铃时纤维分离不彻底等因素的限制。这些结果证明了在密集种植条件下实现长绒棉自动双臂选择性采摘的可行性，也为进一步改进机器人棉花采摘系统提供了依据。
