结球甘蓝采摘方法及结球甘蓝采摘系统

摘要

本发明公开了一种结球甘蓝采摘方法及结球甘蓝采摘系统，该结球甘蓝采摘方法：通过自走式底盘上设置的机械臂，带动采摘执行器，实现甘蓝叶球的逐个采摘，避免了连续采收过程中甘蓝叶球相互间推挤，有利于减少叶球表面损伤；且通过图像采集、计算机运算对结球甘蓝叶球进行智能识别、自动定位，为采摘动作提供识别和抓取的依据，使得结球甘蓝逐个采摘的过程更加智能化。

说明书

技术领域

本发明属于农业机械，尤其涉及一种结球甘蓝采摘方法及结球甘蓝采摘系统。

背景技术

结球甘蓝，是十字花科、芸苔属的植物，卷心菜、洋白菜、高丽菜、椰菜等都属于结球甘蓝。

目前，收获结球甘蓝时，都是采用整体收割的方式，以收割结球甘蓝的甘蓝叶球，结球甘蓝收割机在前进过程中，通过前端的收割机构，批量的对结球甘蓝进行收割，利用现有采摘装置持续采摘结球甘蓝时，各甘蓝叶球之间相互推挤，在叶球表面会造成较多的损伤，并且在对甘蓝叶球与周围的菜叶进行分离时，也很容易损坏甘蓝叶球。

另外，结球甘蓝成熟周期难以非常精确的控制，同一片结球甘蓝种植地中，当大部分结球甘蓝成熟可采摘时，仍然会有约20％-30％的结球甘蓝未成熟，批量的收割，会导致未成熟的结球甘蓝被采摘。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种结球甘蓝采摘方法及结球甘蓝采摘系统，以实现对甘蓝叶球逐个自动采摘，减少甘蓝叶球间的相互的推挤，减少甘蓝叶球表面的损耗。

为实现上述目的及与上述目的相关的其他目的，本发明提供如下技术方案：

一种结球甘蓝采摘方法，包括：

提供一结球甘蓝采摘装置，所述结球甘蓝采摘装置包括自走式底盘、设置于所述自走式底盘上的机械臂及设置于所述机械臂自由端的采摘执行器，所述结球甘蓝采摘装置上设置有图像采集装置；

通过所述图像采集装置采集结球甘蓝菜地的图像；

识别所述图像中的甘蓝叶球；

按预设方式选择所述图像中已识别出的一甘蓝叶球作为待采摘甘蓝叶球；

根据所述图像重构所述待采摘甘蓝叶球的三维模型，并根据所述图像确定所述待采摘甘蓝叶球在实际坐标系中对应的实际目标位置；

获取所述采摘执行器在实际坐标系中的实际当前位置；

根据所述实际当前位置、所述实际目标位置和所述结球甘蓝采摘装置的动力学模型，确定所述机械臂的执行动作和所述采摘执行器的移动轨迹；

待所述采摘执行器移动至所述实际目标位置后，控制所述采摘执行器执行采摘动作。

可选的，所述移动轨迹包括：

第一移动轨迹，所述第一移动轨迹为所述采摘执行器从所述实际当前位置移动至实际中间位置的轨迹，所述实际中间位置位于待采摘甘蓝叶球的正上方；和

第二移动轨迹，所述第二移动轨迹为所述采摘执行器从所述实际中间位置移动至所述实际目标的轨迹，所述第二移动轨迹为垂直于结球甘蓝菜地表面的竖直轨迹；

其中，所述执行动作包括第一执行动作和第二执行动作，所述第一执行动作与所述第一轨迹对应，所述第二执行动作与所述第二轨迹对应。

可选的，识别所述图像中的甘蓝叶球的方法包括：

将所述图像输入已完成训练的神经网络中，并输出识别结果，所述识别结果包括甘蓝叶球在所述图像中的区域。

可选的，所述待采摘甘蓝叶球为已成熟结球甘蓝的甘蓝叶球，所述识别结果还包括结球甘蓝是否成熟。

可选的，所述识别结果还包括结球甘蓝的类型。

可选的，所述神经网络为基于YOLO的卷积神经网络。

可选的，所述已完成训练的神经网络模型的训练方法包括：

获取初始图像样本集，所述初始图像样本集包括多个图像，各所述图像中均含有结球甘蓝；

对所述初始图像样本集中的图像进行标记，以获取训练样本集，对各图像进行标记内容包括甘蓝叶球在图像中的区域、结球甘蓝的类型以及结球甘蓝是否成熟；

将所述训练样本集输入预训练的神经网络进行训练，训练完成后形成所述已完成训练的神经网络。

可选的，所述图像采集装置为深度相机，根据所述图像确定所述待采摘甘蓝叶球在所述实际坐标系中对应的实际目标位置的方法包括：

预设转换模型，所述转换模型为所述图像中的虚拟位置与所述实际坐标系中的实际位置的转换关系；

获取所述待采摘甘蓝叶球在所述图像中对应的虚拟目标位置，所述虚拟目标位置为所述图像中待采摘甘蓝叶球的结球中心位置；

根据所述虚拟目标位置和所述转换关系确定所述实际目标位置，所述实际目标位置包括平面位置和高度位置。

相应的，本发明还提供一种结球甘蓝采摘系统，包括：

自走式底盘；

采摘执行器，用于执行对甘蓝叶球进行切根和夹持的采摘动作；

机械臂，设置于所述自走式底盘上，所述采摘执行器设置于所述机械臂的自由端上并随所述机械臂的自由端移动；

图像采集装置，其用于采集结球甘蓝菜地的图像；

处理器，其用于获取所述采摘执行器在实际坐标系中的实际当前位置；识别所述图像中的甘蓝叶球；按预设方式选择所述图像中已识别出的一甘蓝叶球作为待采摘甘蓝叶球；根据所述图像重构所述待采摘甘蓝叶球的三维模型，并根据所述图像确定所述待采摘甘蓝叶球在实际坐标系中对应的实际目标位置；根据所述实际当前位置、所述实际目标位置和所述结球甘蓝采摘装置的动力学模型，确定所述机械臂的执行动作和所述采摘执行器的移动轨迹；待所述采摘执行器移动至所述实际目标位置后，控制所述采摘执行器执行采摘动作。

可选的，所述自走式底盘在俯视方向上包括收集区和安装区，所述机械臂具有固定端，所述机械臂的固定端设置于所述安装区，所述收集区用于收集甘蓝叶球；

其中，所述处理器还用于：在所述采摘动作完成后控制所述机械臂动作，使所述采摘执行器移动至所述收集区上方，并控制所述采摘执行器释放甘蓝叶球。

本发明的结球甘蓝采摘方法，通过机械臂带动采摘执行器，能够实现结球甘蓝的逐个采摘，避免了甘蓝与甘蓝在采摘过程中的推挤，有利于减少甘蓝表面的损伤；且通过对图像采集装置采集的图像进行甘蓝叶球识别，为采摘过程中的动作提供依据，使得逐个采摘的过程更智能，能够实现结球甘蓝逐个自动采摘。

附图说明

图1显示为本发明的结球甘蓝采摘方法的流程图；

图2为结球甘蓝采摘装置的结构简图；

图3为自走式底盘的结构示意图；

图4采摘执行器的结构示意图(各刀片向外退开)；

图5采摘执行器的结构示意图(各刀片向内聚拢)；

图6为图4中夹具基座的结构示意图；

图7为图4中回转组件的结构示意图；

图8为图4的夹具中回转组件、刀片及中空端板的在一状态下的装配示意图；

图9为图8的爆炸视图；

图10为图4中刀片在一视角下的结构示意图；

图11为图4的刀片在另一视角下的结构示意图。

夹具基座100、容纳筒110、中空端板120、镂空区域110a、导向滑槽121；

刀片200、传动销210、滑块220、刃口边201、背边202、圆弧轮廓203、第一表面200a、第二表面200b；

回转组件300、上回转板310、下回转板320、U型槽301、连接部321、避让空间300a；

驱动机构400、电机410、主动齿轮420、从动齿条430；

自走式底盘500、收集区501、安装区502；

机械臂600、固定端601、自由端602；

采摘执行器700。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，自始至终相同附图标记表示相同的组件。

本发明的结球甘蓝采摘方法，包括：

S000、提供一结球甘蓝采摘装置，所述结球甘蓝采摘装置包括自走式底盘、设置于所述自走式底盘上的机械臂及设置于所述机械臂自由端的采摘执行器，所述结球甘蓝采摘装置上设置有图像采集装置；

S100、通过所述图像采集装置采集结球甘蓝菜地的图像；

S200、识别所述图像中的甘蓝叶球；

S300、按预设方式选择所述图像中已识别出的一甘蓝叶球作为待采摘甘蓝叶球；

S400、根据所述图像重构所述待采摘甘蓝叶球的三维模型，并根据所述图像确定所述待采摘甘蓝叶球在实际坐标系中对应的实际目标位置；

S500、获取所述采摘执行器在实际坐标系中的实际当前位置；

S600、根据所述实际当前位置、所述实际目标位置和所述结球甘蓝采摘装置的动力学模型，确定所述机械臂的执行动作和所述采摘执行器的移动轨迹；

S700、待所述采摘执行器移动至所述实际目标位置后，控制所述采摘执行器执行采摘动作。

本发明的结球甘蓝采摘方法，通过机械臂带动采摘执行器，能够实现结球甘蓝的逐个采摘，避免了甘蓝与甘蓝在采摘过程中的推挤，有利于减少甘蓝表面的损伤；且通过对图像采集装置采集的图像进行甘蓝叶球识别，为采摘过程中的动作提供依据，使得逐个采摘的过程更智能，能够实现甘蓝叶球逐个自动采摘。

为便于理解，该采摘执行器可以采用图中的采摘执行器，结合参见图4至图11，采摘执行器700包括设置在机械臂600的自由端602的夹具基座100和活动设置于夹具基座100的底部区域的刀片200，夹具基座100具有底部敞开的容纳筒110，容纳筒110用于从底部敞开区域置入待采摘的甘蓝叶球；刀片200具有朝向敞开区域的刃口，刀片200的活动位置包括挡在敞开区域第一位置或避开敞开区域的第二位置，刀片200通过从第二位置向第一位置活动对容纳筒内的甘蓝叶球切根，并承载容纳筒110内已切根的甘蓝叶球。

为便于理解，图4中，刀片位于第二位置，图5中，刀片位于第一位置。

图2中，该机械臂600采用AUBO-110型号的机械臂600，在实际实施过程中，该机械臂600只要满足可以将采摘执行器700带动至活动范围内的任意位置，具有足够高的自由度均可。

也就是说，该采摘动作相当于包括切割和夹持的动作，当然此处的夹持并非真的需要夹住，而是指将甘蓝叶球定位在采摘执行器内，结合参见图4至图11，也就是将甘蓝叶球的结球堵闭在容纳筒内。

在一些实施例中，S600中的移动轨迹包括：

第一移动轨迹，所述第一移动轨迹为所述采摘执行器从所述实际当前位置移动至实际中间位置的轨迹，所述实际中间位置位于待采摘甘蓝叶球的正上方；和

第二移动轨迹，所述第二移动轨迹为所述采摘执行器从所述实际中间位置移动至所述实际目标的轨迹，所述第二移动轨迹为垂直于结球甘蓝菜地表面的竖直轨迹；

其中，所述执行动作包括第一执行动作和第二执行动作，所述第一执行动作与所述第一轨迹对应，所述第二执行动作与所述第二轨迹对应。

这种轨迹方式能够使得采摘过程中采摘执行器与待采摘甘蓝叶球之间互不干涉，有利于顺利完成采摘。

为便于理解，参见图4，当采摘执行器700经该第一移动轨迹移动至待采摘甘蓝叶球的正上方后，容纳筒110的底部敞开区域正好位于待采摘甘蓝叶球的正上方；继续按第二移动轨迹将采摘执行器700下移，则待采摘甘蓝叶球的结球会被罩在该容纳筒110内，待移动至合适位置后，控制采摘执行器执行采摘动作，结合参见图4、图5也就是控制刀片从第二位置向第一位置移动，完成切割，刀片200挡在容纳筒110的底部敞开区域，相当于完成对甘蓝叶球的结球的夹持。

在一些实施例中，S200中，识别所述图像中的甘蓝叶球的方法包括：S210、将所述图像输入已完成训练的神经网络中，并输出识别结果，所述识别结果包括甘蓝叶球在所述图像中的区域。

具体的，在一些实施例中，所述神经网络为基于YOLO的卷积神经网络。

若利用传统图像识别方法识别甘蓝叶球，通常只能适用于对单一种类的甘蓝叶球的识别，而本申请中，利用神经网络对图像中甘蓝叶球进行识别的方法，相较传统的图像识别方法，能够适用于更多类型的结球甘蓝，譬如，包菜、花椰菜、紫甘蓝等均可，另外，利用神经网络识别甘蓝叶球时识别准确度更高。

在一些实施例中，待采摘甘蓝叶球为已成熟的结球甘蓝的甘蓝叶球，该识别结果还包括结球甘蓝是否成熟。此时，能够实现对已成熟结球甘蓝的自动采摘，而不会采摘未成熟的结球甘蓝，有利于避免未成熟的结球甘蓝的甘蓝叶球被采摘的情况发生，能够减少浪费。

在一些实施例中，该识别结果还包括结球甘蓝的类型。所述结球甘蓝的类型包括卷心菜、洋白菜、圆白菜、疙瘩白、包菜、包心菜、高丽菜、莲花白、花椰菜、紫甘蓝等。

在一些实施例中，对于S210中已完成训练的神经网络模型，其的训练方法包括：

S201、获取初始图像样本集，所述初始图像样本集包括多个图像，各所述图像中均含有结球甘蓝；

S202、对所述初始图像样本集中的图像进行标记，以获取训练样本集，对各图像进行标记内容包括甘蓝叶球在图像中的区域、结球甘蓝的类型以及结球甘蓝是否成熟；

S203、将所述训练样本集输入预训练的神经网络进行训练，训练完成后形成所述已完成训练的神经网络。

对于S202中，对图像进行标记时，通常是人工进行标记，对于结球甘蓝是否成熟的标记，可以对应标记为已成熟结球甘蓝和未成熟结球甘蓝，在进行人工标记时，通过甘蓝叶球的纹理、紧实程度等可以判断是否已成熟，通常成熟的结球甘蓝的甘蓝叶球是紧实的，而未成熟的结球甘蓝的甘蓝叶球的结球是松散的。

在一些实施例中，所述图像采集装置为深度相机，S400中，根据所述图像确定所述待采摘甘蓝叶球在所述实际坐标系中对应的实际目标位置的方法包括：

预设转换模型，所述转换模型为所述图像中的虚拟位置与所述实际坐标系中的实际位置的转换关系；

获取所述待采摘甘蓝叶球在所述图像中对应的虚拟目标位置，所述虚拟目标位置为所述图像中待采摘甘蓝叶球的结球中心位置；

根据所述虚拟目标位置和所述转换关系确定所述实际目标位置，所述实际目标位置包括平面位置和高度位置。

相应的，参见图2，本发明还提供一种结球甘蓝采摘系统，包括：

自走式底盘500；

采摘执行器700，用于执行对甘蓝叶球进行切根和夹持的采摘动作；

机械臂600，设置于所述自走式底盘500上，所述采摘执行器700设置于所述机械臂600的自由端602上并随所述机械臂600的自由端602移动；

图像采集装置(图未示)，其用于采集结球甘蓝菜地的图像，

处理器(图未示)，其用于获取所述采摘执行器700在实际坐标系中的实际当前位置；识别所述图像中的甘蓝叶球；按预设方式选择所述图像中已识别出的一甘蓝叶球作为待采摘甘蓝叶球；根据所述图像重构所述待采摘甘蓝叶球的三维模型，并根据所述图像确定所述待采摘甘蓝叶球在实际坐标系中对应的实际目标位置；根据所述实际当前位置、所述实际目标位置和所述结球甘蓝采摘装置的动力学模型，确定所述机械臂的执行动作和所述采摘执行器的移动轨迹；待所述采摘执行器移动至所述实际目标位置后，控制所述采摘执行器执行采摘动作。

在实际实施过程中，该图像采集装置设置于采摘执行器上或自走式底盘上，当然，该图像采集装置优选设置于采摘执行器上。

需要说明的是，该是坐标系可以以机械臂600的固定段作为原点，当然，也可以以自走式底盘500上的某一部位作为原点。

上述第一处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。

在一些实施例中，结合参见图3，所述自走式底盘500在俯视方向上包括收集区501和安装区502，所述机械臂具有固定端601，所述机械臂600的固定端601设置于所述安装区，所述收集区501用于收集甘蓝叶球；

其中，所述处理器还用于：在所述采摘动作完成后控制所述机械臂600动作，使所述采摘执行器700移动至所述收集区501上方，并控制所述采摘执行器700释放甘蓝叶球。

在一些实施例中，结合参见图4至图11，采摘执行器700包括设置在机械臂600的自由端602的夹具基座100和活动设置于夹具基座100的底部区域的刀片200，夹具基座100具有底部敞开的容纳筒110，容纳筒110用于从底部敞开区域置入待采摘甘蓝叶球；刀片200具有朝向敞开区域的刃口，刀片200的活动位置包括挡在敞开区域第一位置或避开敞开区域的第二位置，刀片200通过从第二位置向第一位置活动对容纳筒内的甘蓝叶球切根，并承载容纳筒110内已切根的甘蓝叶球。

在一些实施例中，结合参见图4至图11，容纳筒110的底端连接有中空端板120，刀片200的数量至少为三片，各刀片200沿夹具基座100的周向方向均布，且各刀片200平铺在同一平面，每块刀片200与中空端板120之间均设置有导向结构；采摘执行器700还包括回转组件300和驱动机构400，回转组件300可回转的设置在夹具基座100上，回转组件300与刀片200之间设置有传动结构，传动结构用于将回转组件300的回转动力转换为刀片200沿导向结构移动的移动动力，回转组件300的回转方向包括第一回转方向和与第一回转方向相反的第二回转方向，刀片200的移动方向包括第一移动方向和第二移动方向；驱动机构400用于提供回转组件300回转的动力。

当回转组件300沿第一回转方向回转时，各刀片200沿第一移动方向移动聚拢，也就是从第二位置向第一位置移动，对容纳筒内的甘蓝叶球切根，并承载容纳筒内的甘蓝叶球；当回转组件300沿第二回转方向回转时，各刀片200沿第二移动方向移动退开，也就是从第一位置向第二位置移动，释放容纳筒内的甘蓝叶球。

需要说明的是，此处的第一回转方向和与第二回转方向均属于第一回转组件300的回转方向，第一移动方向和第二移动方向属于刀片200的移动方向。第一回转方向和第二回转方向是相反的：如果第一回转方向表示逆时针方向，则第二回转方向就表示顺时针方向；如果第一回转方向表示顺时针方向，则第二回转方向标识逆时针的方向。第一移动方向和第二移动方向是相反的，第一移动方向和第二移动方向与导向结构的导向方向相匹配。

在采摘时，先控制甘蓝采摘执行器移动至待采摘的甘蓝叶球的上方，并控制夹具下行，使得待采摘的甘蓝叶球能够从容纳筒110底部敞开的区域被罩在容纳筒110内，且刀片200的高度位置与根茎部位对应，此时，参见图4，设有六块刀片200，各刀片200均保持在向外退开的状态；然后，控制驱动机构400，使回转组件300在驱动机构400的作用下逆时针转动(俯视视角下)，参见图5，回转组件300会带动刀片200向内移动靠拢，各刀片200从甘蓝叶球根部进行切割；切割完成后，各刀片200能够对容纳筒110内的甘蓝叶球起到支撑作用，移动整个夹具，就能将已收割的甘蓝移动至任意目标位置，利用驱动机构400控制回转组件300顺时针转动(俯视视角下)，就能使得刀片200反向移动，也就是向外退开，使已收割的甘蓝能够在落在目标位置；再次移动夹具进行下一个结球甘蓝的采摘。当然，在某些情况下，也可能是回转组件300顺时针转动时，各刀片200向内靠拢，逆时针转动时，各刀片200向外退开。

还需要说明的是，各刀片200靠拢到极限位置时，根据刀具的设置方式的不同，既可以是甘蓝叶球的根茎部分被完全割断，也可以甘蓝叶球的根茎仅被割断一部分，剩余未被割断的部分可以在刀片200随夹具上行过程中被拔断。

当然，在实际实施过程中，刀片200也可以可转动的设置于夹具基座100上(图未示)，刀片200的数量可以有一块也可以有多块(图未示)；但是，当刀片为一块时，无论刀片是以转动的方式活动，还是移动的方式活动，容纳筒外部需要有比较大的空间供刀片活动，以实现甘蓝叶球置入或释放时的避让，一方面，结球周围的菜叶会对刀片的活动造成阻挡，影响采摘过程的可靠性，另一方面，在结球甘蓝较为密集的菜地进行收割时，甚至可能损伤周围的结球；当设置多块刀片并以转动的方式活动时，则难以围成下述实施例中的封闭切割区域，本发明中采用多块刀片移动的方式活动实现切割，切割效果更好。

在一些实施例中，结合参见图4至图11，导向结构包括设置在刀片200上的滑块220和设置在中空端板120上的导向滑槽121，滑块220配合设置在导向滑槽121内；传动结构包括设置在刀片200上的传动销210和设置在回转组件300上的U型槽301，传动销210配合设置于U型槽301内，且U型槽301的延伸线与回转组件300的回转中心轴线相交。

在一些实施例中，结合参见图4至图11，刀片200具有朝向中空端板120的第一表面200a和背对中空端板120的第二表面200b，滑块220设置在第一表面200a上，传动销210设置在第二表面200b上。这种方式中，相当于利用刀片200自身的厚度将导向结构和传动结构分布在不同表面，使得导向结构和传动结构之间互不干扰。

在一些实施例中，结合参见图4至图11，回转组件300包括上回转板310和下回转板320，上回转板310为中空板，上回转板310同心配合的套置于容纳筒110外，驱动机构400设置于容纳筒110与上回转板310之间；下回转板320与上回转板310同心设置，上回转板310与下回转板320固定连接；其中，中空端板120位于上回转板310和下回转板320之间，使整个回转组件300挂在中空端板120上，且下回转板320设置有与敞开区域对应的中空区域，刀片200位于中空端板120与其中一块回转板之间。

此时，若刀片位于中空端板和下回转板之间，则相当于上回转板310、中空端板120、刀片200和下回转板320由上至下层叠分布。这种方式无需额外设置其他零件，利用该中空端板120就能支撑回转组件300，结构紧凑，有利于降低成本。且通过上回转板310和下回转板320组合的方式，将中空端板120至于两块回转板之间，能够可靠的定位整个回转组件300。

在一些实施例中，结合参见图4至图11，刀片200的外轮廓包括与刃口对应的刃口边201和与刃口边201形成夹角的背边202，刃口边201与背边202的交汇处为刀片200的刀尖，各刀尖向内聚拢的极限行程位置与夹具基座100的回转中心轴线重合；任一刀片200的刃口边201与相邻刀片200的背边202始终相贴靠或相接触，使各刀片200的刃口围成封闭切割区域Q。这种结构，使得各刀片200在回转组件300带动下沿导向方向移动的过程中，各刀片200始终能够围成封闭切割区域，在切割过程中，保证甘蓝叶球的根茎周向各处被均匀的切割，有利于避免切割过程中发生卡滞的现象。并且，各刀片200的刀尖D与回转中心轴线重合时，各刀片200之间的封闭区域消失，能够完全切断甘蓝叶球的根茎，相比半切断的方式，无需再在后续拉拔就切断了根茎，刀片200无需承载悬臂的拉拔力，更有利于提高刀片200寿命。

在一些实施例中，参见图7，上回转板310和下回转板320之间通过连接部321连接，连接部321沿下回转板320的周向均布，沿周向相邻两连接部321之间形成有用于避让刀片200的避让空间300a；参见图8，且刀片200上也设置有用于避开连接部321的圆弧轮廓203，圆弧轮廓203连接在刃口边201与背边202之间，当所述刀片200的行程位置为向外退开的极限位置时，所述圆弧轮廓203的部分轮廓伸出从避让空间300a向外伸出回转组件300。这种避让空间300a，能够避让刀具，也便于观察刀具的动作过程，有利于在刀具动作异常时及时发现异常；该刀具的圆弧轮廓203使得刀具上穿出避让空间300a的局部部位在碰到甘蓝叶球外围的叶片时能够快速离开叶片，降低叶片撞击刀具的冲击，确保收割的可靠性。另外，刀具的局部部分伸出避让空间300a有利于使得整个回转组件300保持较小的尺寸，减少收割过程中夹具与外部叶片的干涉。图7中，该连接部321一体成型于下回转板320上，连接部321与上回转板310之间通过螺栓等紧固件连接。

在一些实施例中，参见图4、图5，该驱动机构400包括电机410、主动齿轮420和从动齿条430，该电机410安装在容纳筒110的外壁上，该主动齿轮420与电机410连接，该从动齿条430设置在回转组件300上，且该从动齿条430与该主动齿轮420啮合。在实际实施过程中，也可以利用从动齿圈替换该从动齿条430。

图4、图5中，该从动齿条430设置在回转组件300的上回转板310上。

当需要执行采摘动作时，该处理器向电机发送指令，实现采摘动作的控制。

在一些实施例中，图像采集装置设置在所述容纳筒110内的顶部(图未示)，该图像采集装置用于采集结球甘蓝菜地的图像，参见图6，所述容纳筒110外壁均布有镂空区域110a，该镂空区域110a能够为图像采集装置提供合适的外部条件，使外部光线能够顺利进入容纳筒110内。当然，在实际实施过程中，该容纳筒110的外壁也可以不镂空。

在本发明描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

本发明的描述中，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或组的存在或添加。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。