小型城市农场的机器人 3D 花朵姿态估计
机器人学
2025-09-04 v1
摘要
城市农场的规模较小，且低成本机器人（如 FarmBot）在商业上已广泛可用，这些机器人能够自动化执行简单的维护任务，为植物表型学提供了一个易于访问的平台。我们使用配有自定义相机末端执行器的 FarmBot，对 strawberry 植物的花朵姿态进行估计（用于机器人授粉），通过获取的 3D 点云模型来实现。我们描述了一种新颖算法，通过在点云的正交轴上沿各个轴平移单个占据网格，以获得对应六个视角的 2D 图像。对于每个图像，使用用于花朵的 2D 对象检测模型来识别 2D 边界框，这些边界框可转换为 3D 空间，以提取花朵点云。通过对花朵点云拟合三个形状（超椭圆体、抛物面和平面）来进行姿态估计，并与手动标记的 ground truth 进行比较。我们的方法成功地找到了使用我们定制 FarmBot 平台扫描的约 80% 的花朵，平均花朵姿态误差为 7.7 度，这足以用于机器人授粉，且与先前结果相当。所有代码将在 https://github.com/harshmuriki/flowerPose.git 上公开。
引用
@article{arxiv.2509.02870,
title = {Robotic 3D Flower Pose Estimation for Small-Scale Urban Farms},
author = {Harsh Muriki and Hong Ray Teo and Ved Sengupta and Ai-Ping Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.02870},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 7 figures