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球形果采摘机器人视觉系统设计与开发  
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【英文题名】 Design and Development of the Vision System for Round Fruits Harvesting Robot
【作者】 张洁;
【导师】 李艳文;
【学位授予单位】 燕山大学;
【学科专业名称】 机械电子工程
【学位年度】 2011
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 燕山大学
【网络出版投稿时间】 2011-08-09
【关键词】 机器视觉; 果实识别; 立体匹配; 空间定位; Hough变换;
【英文关键词】 Machine vision; Object’s recognition; Stereo matching; Spatial location; Hough transform;
【中文摘要】 为解决农业采摘中的实际问题,果蔬采摘机器人的研究与应用成为一种迫切需要。由于采摘环境复杂多变、采摘对象分布不均,给采摘机器人的研究尤其是视觉系统的研究带来很大的困难。如何快速有效地识别出成熟的果实并能准确地判断果实的空间位置成为人们的研究热点。 本文利用双目立体视觉技术,研究了球形果的识别和定位方法,主要目的在于提高果实识别效率和定位精度,为采摘机器人视觉系统的设计奠定基础。主要研究内容和方法如下: 提出了一种新的果实识别方法——两步提取法:第一步将图像中最难去除的灰色全部去除,第二步通过颜色分量关系进行果实提取。提出将弦中点Hough变换算法用于确定果实圆心坐标及半径,以提取出果实空间定位所需的特征信息。基于这些方法,编写了一套可以同时识别多种颜色果实的识别软件。通过对300张果实图像的处理实验验证本方法的识别效果。 总结分析了几种摄像机模型、摄像机标定方法,确定了一种适合果实采摘机器人的标定方法,并用Matlab标定工具箱进行了双目标定实验。采用了基于特征的并辅以极线约束的立体匹配算法来实现左右两幅图中同一果实的匹配。再用三角测距原理求取果实在世界坐标系中的三维空间位置。定位...
【英文摘要】 To solve the practical problems in agricultural picking industry, it is urgent to study the fruit and vegetable picking robot. Due to the complex picking environment and uneven picking object distribution, the research, especially robot vision system research, turns to be much difficult. How to identify ripe fruit quickly and effectively and to find out accurate location of the fruit has became a hot issue. This paper studies a method of identifying and locating globular fruits with binocular stereo vi...
【更新日期】 2011-09-20

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