基于雙目立體視覺技術的果蔬采摘機器人視覺系統(tǒng)的研究.pdf

1、雙目立體視覺技術是計算機視覺技術的一個重要分支，隨著計算機與電子技術的發(fā)展，雙目立體視覺技術的已越來越廣泛地應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。本課題利用雙目立體視覺技術對溫室內(nèi)成熟番茄進行識別與定位的研究，獲取目標對象的最大橫徑值和三維位置信息，為果蔬采摘機器人進行采摘作業(yè)提供有效的信息。主要研究內(nèi)容如下：
　　 1.綜述了國內(nèi)外果蔬采摘機器人的研究現(xiàn)狀以及雙目立體視覺技術的發(fā)展狀況，特別闡述了雙目立體視覺技術在采摘機器人中的應用，并指出了國內(nèi)

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

3、象的形心坐標和最人橫徑，建立圖像中番茄的橫徑比值與不同距離之間的模型。利用目標對象區(qū)域內(nèi)各點的坐標來計算目標對象的形心坐標值，以像素為單位計算圖像中目標番茄最大橫徑的像素值，并用游標卡尺測量成熟番茄橫徑的真實值，建立目標番茄橫徑的像素值與真實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，預測的精度較高。
　　 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。提取目標對象

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