基于雙目立體視覺(jué)技術(shù)的果蔬采摘機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的研究.pdf

1、雙目立體視覺(jué)技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的一個(gè)重要分支，隨著計(jì)算機(jī)與電子技術(shù)的發(fā)展，雙目立體視覺(jué)技術(shù)的已越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。本課題利用雙目立體視覺(jué)技術(shù)對(duì)溫室內(nèi)成熟番茄進(jìn)行識(shí)別與定位的研究，獲取目標(biāo)對(duì)象的最大橫徑值和三維位置信息，為果蔬采摘機(jī)器人進(jìn)行采摘作業(yè)提供有效的信息。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.綜述了國(guó)內(nèi)外果蔬采摘機(jī)器人的研究現(xiàn)狀以及雙目立體視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，特別闡述了雙目立體視覺(jué)技術(shù)在采摘機(jī)器人中的應(yīng)用，并指出了國(guó)內(nèi)

2、外研究中存在的問(wèn)題。
　　 2.建立了適合本研究的雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由立體攝像機(jī)、1394視頻采集卡、1394視頻連接線和工控機(jī)組成。
　　 3.基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)及數(shù)字圖像處理技術(shù)的植株上成熟番茄的識(shí)別研究。利用立體攝像機(jī)拍攝不同光照條件下成熟番茄的彩色RGB圖像，根據(jù)圖像中目標(biāo)對(duì)象與背景之間顏色特征的差異，設(shè)定合適的閾值進(jìn)行圖像分割及噪聲去除，將目標(biāo)對(duì)象從背景中識(shí)別出來(lái)。
　　 4.計(jì)算識(shí)別圖像中目標(biāo)對(duì)

3、象的形心坐標(biāo)和最人橫徑，建立圖像中番茄的橫徑比值與不同距離之間的模型。利用目標(biāo)對(duì)象區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算目標(biāo)對(duì)象的形心坐標(biāo)值，以像素為單位計(jì)算圖像中目標(biāo)番茄最大橫徑的像素值，并用游標(biāo)卡尺測(cè)量成熟番茄橫徑的真實(shí)值，建立目標(biāo)番茄橫徑的像素值與真實(shí)值的比值與不同距離之間模型，用乘冪模型建立的模型比較穩(wěn)定，確定系數(shù)R2為0.9984，預(yù)測(cè)的精度較高。
　　 5.基于形心特征的立體匹配算法的成熟番茄三維位置信息獲取方法的研究。提取目標(biāo)對(duì)象

4、的形心特征，根據(jù)同一目標(biāo)對(duì)象在立體圖像對(duì)中視差的不同，利用三角測(cè)量原理計(jì)算目標(biāo)番茄的深度值，獲取目標(biāo)對(duì)象的三維位置信息。在距離大于1000mm時(shí)，預(yù)測(cè)值的誤差較大：而在距離小于1000mm時(shí)，預(yù)測(cè)值的誤差為±20mm。
　　 6.基于區(qū)域的立體匹配算法進(jìn)行成熟番茄的三維位置信息獲取的研究。將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，根據(jù)灰度圖像對(duì)中像素點(diǎn)的相關(guān)性進(jìn)行立體匹配，計(jì)算像素點(diǎn)的位置信息而獲得一幅深度圖像，對(duì)照目標(biāo)番茄在深度圖像中的位置，