孙艳霞，陈燕飞，金小俊，于佳琳，陈 勇

（1.南京交通职业技术学院 轨道交通学院，南京 211188；2.南京林业大学 机械电子工程学院，南京 210037；3.北京大学现代农业研究院，山东潍坊 261325）

0 引言

茶叶源于中国［1］。其中，产量、出口量和消费量最大的茶类为绿茶［2］，名优绿茶的产值占茶叶总产值的50%以上［3］。根据芽叶状态的不同，高档名优绿茶的鲜叶可以分为3 类：完整单芽、一芽一叶和一芽两叶［4］。当前茶叶嫩芽依靠人工进行选择性采摘，采摘成本已超过生产总成本的60%［5］。国内外现有的采茶机械大都采用整体式的采摘原理，难以区分茶梢芽叶及其老嫩，选择性差，且芽叶破损严重，仅适宜采收鲜叶外形要求不高的大宗茶。近年来，国内外针对名优绿茶智能采摘的难题，开展了相关研究，取得诸多进展，但仍有一些问题尚待解决。名优绿茶智能化采摘，核心在于如何在非结构化的茶田环境下对茶叶嫩芽进行有效识别，定位采摘点并完成采摘动作。主要围绕嫩芽智能识别、采摘点定位以及机器人本体研制3 个方面［6］。

1 嫩芽识别

将新梢从茶蓬中识别出来，再将嫩芽从新梢中识别出来，是嫩芽识别的目标。新梢是枝条的一部分，嫩芽又是新梢的一部分，颜色连续渐变、界限不明晰，且芽叶交错遮挡，将新梢、嫩芽逐层从背景中识别出来，问题难度逐步增加。从复杂的自然背景中识别出嫩芽是实现智能采摘的先决条件。杨福增等以“午子仙毫”茶叶为研究对象，在室内白色背景下拍摄单株茶叶枝条图像，基于颜色与形状特征实现了部分嫩梢的识别［7］。……