樱桃小番茄腋芽摘除是提高产量的关键,由于腋芽颜色特征和周围枝条、叶片相近,且容易被遮挡,本文以小番茄植株为对象,以成功摘除腋芽为目标,研究了图像采集、去除点定位,侧枝水平投影角测量等关键问题。主要研究内容与成果：(1)研究了农艺技术,使用半剪的方式摘除樱桃小番茄的腋芽。测量了定植后的樱桃小番茄植株几何特性,还测定了其腋芽、侧枝的力学特性,获得了樱桃小番茄的株高、主茎直径、节距、侧枝朝向、倾角等特征参数。提出在温室大棚中应标准化种植,按照固定的行距、株距、畦距等要求,为机器人自动摘除腋芽提供一定基础。(2)研制了蓝色LED光源染色系统,照射小番茄植株的侧枝基部,将其用蓝光染色,方便进行图像分割。建立了蓝色LED可调式染色系统,通过光照度传感器检测周围环境的照度,调节灯珠的亮度,防止发生高光反射或者染色不足。对RGB颜色空间的B分量进行图像分割,得到目标部位清晰完整的图像。(3)通过快速傅里叶变换(FFT),使用低通滤波器去除毛刺和噪声,保留基本轮廓特征；由形态学膨胀算法突出腋芽两侧特征点,通过Shi-Tomasi角点检测算法,找到目标图像角点,再经过特征点判别算法,找到特征点,由此判别腋芽存在与否,定位腋芽去除点,最后摘除腋芽。实验结果表明,腋芽识别的成功率为93.9%,腋芽摘除成功率为88.9%,能满足自动去除的要求。(4)设计了光电式自动旋转测向机构。采用闭合环形机构环绕樱桃小番茄主茎,并通过旋转方式使固定在活动环上的光电传感器能水平360。扫描侧枝,得到侧枝的水平投影方向角。分析活动环的运动轨迹,得到其线速度与角速度的关系及比例系数。经试验表明：比例系数为1.5,角速度为1.875π/s,线速度为25mm/s时,检测成功率为97%,角度标准差为±8.6。。高度补偿设定为20mm,成功率为91%。对42株樱桃小番茄的153个侧枝进行测试,在1.8m高度内的成功率为88.2%。(5)标定了工业摄像头,标定结果误差在2mm之内。分析了单目摄像头测距的不足,使用超声波测距传感器与摄像头组成定位系统,并对超声波测距传感器进行标定,根据其相对摄像机坐标系的波束向量。(6)完成了腋芽摘除机器人末端执行机构的整体设计和装配。确定了基于导轨的机械导航方式,并使用二次定位法,使机器人准确定位樱桃小番茄植株位置。分析了机械臂的正逆运动。进行摘芽整体试验,总成功率为83%。