苹果采摘机器人视觉系统识别基础技术的研究

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采摘机器人的核心技术便是视觉系统。在采摘机器人工作时,双目镜头采集图像时的镜头畸变、多果的重叠都会影响视觉系统采集数据的波动性,间接影响了采摘的效率。基于此,本文以成熟的苹果为研究对象,展开对苹果采摘机器人识别系统基础技术的研究。  首先,对于多个重叠成熟果实的提取问题,本文提出一套适应果实图像提取的算法流程:该算法先使用统计学理论分析果实与枝叶的颜色分量的分布规律,针对这个规律提取果实;根据分水岭分割的方法提取前景目标;再使用最小二乘法拟合圆提取果实轮廓,得到苹果圆心和坐标。  其次,针对视觉系统的镜头畸变问题,本文采用了改良的标定工具箱进行图像的标定。在标定工具箱对采集的畸变图像对标定时,先将畸变模型程序加入到标定工具箱中,然后对畸变模型参数进行校正并完成标定。该方法提高了视觉系统的标定精度。  再次,在探索图像深度信息的影响因素的实验中,需重复进行双目标定。本文通过建立图像对的视差图解决该问题。先对图像进行预处理操作以及校正和匹配,得到视差图,并从中获取图像的深度信息。该视差图的建立降低了双目重复标定的工作量。  最后,针对得出的果实的Z坐标误差较大的问题,本文为了获取精度更高的果实的空间坐标,搭建了关于双目摆放位置与深度信息相关性的实验平台,通过该实验平台分析误差的影响因素并确定误差补偿量。  通过对双目视觉系统的研究,创建一个适应性强和稳定性高的视觉识别系统。能够大大的改善采摘机器人的精确度,推进了果实采摘机器人的实用进度。
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