茄子采摘機(jī)器人果實(shí)定位以及關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著社會(huì)發(fā)展的人口老齡化日趨嚴(yán)重以及農(nóng)業(yè)科技的高度發(fā)展，機(jī)器人代替人類進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及成為一種必要的趨勢(shì)。研發(fā)智能化果蔬采摘機(jī)器人有利于解決農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力缺口日益嚴(yán)重的問(wèn)題具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。本課題在研究分析國(guó)內(nèi)外研發(fā)的采摘機(jī)器人特征與功能的基礎(chǔ)上，以茄子采摘機(jī)器人為研究課題，從雙目視覺(jué)系統(tǒng)出發(fā)，研究了茄子果實(shí)目標(biāo)分割與三位空間的定位，以及進(jìn)行了機(jī)器人本體的設(shè)計(jì)建模與運(yùn)動(dòng)學(xué)與軌跡仿真研究。主要研究工作與成果如下：
　　1.對(duì)在自然光

2、下采集的茄子照片，分別在RGB與HSV，L*a*b色彩模式下進(jìn)行多通道與單通道顯示，根據(jù)視覺(jué)系統(tǒng)的要求以及各模式下的背景與目標(biāo)的差異選擇了G-B做為圖像分割模型。
　　2.對(duì)所提取的G-B通道圖像進(jìn)行k-means聚類分割算法進(jìn)行初步聚類，然后使用otus法與迭代法進(jìn)行圖像分割，通過(guò)比對(duì)選取合適的分割算法然后進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理與殘留物處理提取出目標(biāo)。
　　3.使用 harris角點(diǎn)檢測(cè)算法對(duì)被遮擋的茄子二值化圖像進(jìn)行角點(diǎn)檢測(cè)并對(duì)

3、相應(yīng)角點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比來(lái)進(jìn)行直線擬合。來(lái)進(jìn)行輪廓重建。
　　4.研究確認(rèn)了采摘機(jī)器人世界坐標(biāo)系與攝像機(jī)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系之間的關(guān)系，選擇張正友標(biāo)定法并選用matlab標(biāo)定箱進(jìn)行標(biāo)定，得到了兩個(gè) CCD攝像頭的內(nèi)外參數(shù)。并對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)矯正與雙目校正。分別比較了特征值匹配與區(qū)域匹配算法，通過(guò)相似三角形原理計(jì)算獲取了特征值點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
　　6.通過(guò)solidworks建立建模，根據(jù)實(shí)體模型通過(guò)Denavit-Hartenberg方