深受人们喜爱的鲜食蔬果番茄，其机器人采摘研究较早得到全球研究者的重视，多年来得到持续的开展，并产生了一系列的成果。



同时，番茄亦是机器人采摘难度大的果蔬种类之一。目前面对鲜食需要，通常对普通番茄实施单果采摘，而对樱桃番茄实施成串采摘。对目前绝大多数普通番茄品种及栽培方式而言，与黄瓜、茄子、苹果等果蔬相比，番茄果实每穗达3~5 个，密集生长，相互触碰，且果实生长方位差异更为显著(图1)，因而对实施机器人的智能化采摘提出了更大的挑战。



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番茄与黄瓜、茄子果实的生长姿态及分布差异

1、目标果实的识别



果实之间的靠拢与重叠遮挡更加严重，对采摘机器人的视觉系统而言，尽管对成熟番茄果实可以通过颜色差别而轻松辨别，但是由于多个果实图像连成一体而难以分割，甚至被完全遮挡，造成对目标果实识别和定位的困难。



2、采摘动作的实施



番茄成穗生长，相互触碰，造成采摘机器人对目标果实的夹持空间受限，夹持动作失败或把相邻果实碰伤；番茄果实的生长方位差异极大，每次采摘的姿态和作用力关系都有所变化；果梗较短且梗长不一，造成机械式刀头难以顺利实施果梗的切割，而扭断、折断果梗的力学作用规律变化很大，成功率受限，进一步加大采摘的难度。



因此末端执行器成为番茄机器人收获的研究关注点，其形式各异、功能相差极大。功能单一的剪断式末端执行器无法满足机器人采摘作业的要求，因而相继衍生出夹剪一体式和夹果断梗式两大类末端执行器。

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