农作物表型信息是育种专家判别种子优良与否的重要依据,是种子筛选的重要参考。长期以来农作物表型信息检测主要依靠育种专家蹲守地头,人工采集,不仅工作量大,而且效率低,特别由于农作物生产周期的限制,育种专家手工采集的农作物表型信息往往不够充分,影响了种子性能的准确评估。因此研发一种农作物表型快速检测机器人系统,实现农作物表型信息的快速检测对育种领域而言具有重要研究意义和价值。本文从农作物表型信息快速检测的迫切需求出发,开展了农作物表型快速检测机器人系统的研究工作,在中国科学院重点部署项目“现代农资经营与智能农业服务系统(编号2012BAH20B02)”子课题“高通量育种作物本体与环境快速检测装置(编号Y622A21291)”支持下,研制了一套农作物表型快速检测机器人系统,用以实现农作物表型的快速检测。本文在分析农作物表型快速检测研究现状和技术需求的基础上,明确了机器人系统的指标参数,设计了机器人系统结构,分析了机构的有限元特性,开发了农作物表型快速检测机器人控制系统,研究了基于机器视觉的机器人操作对象的定位问题,研制了一套农作物表型快速检测机器人系统。该系统目前安装在龙亢农场,为育种专家实时掌握农作物表型信息解决了平台问题。论文的主要工作如下:1、针对农作物表型检测的任务需求,研发了一套作物表型快速检测机器人系统,该系统包括作物表型快速检测平台和数据采集系统两部分,实现了农作物表型的快速检测任务,其中农作物表型快速检测平台负载不低于200Kg,定位精度高于40mm,数据采集系统重复定位精度高于1mm。2、设计了农作物表型快速检测移动机构,采用有限元分析软件ANSYS workbench,分析了农作物表型快速检测机器人相关机构的有限元特性,验证了系统设计的合理性。3、设计了基于红外测距仪和PLC的农作物表型检测机器人控制系统,编写了控制程序,实现了对于机械臂的可编程控制,实验结果表明系统定位精度达到设计目标。4、阐述了双目立体视觉的定位原理,分析了相机的成像模型,实现了基于OpenCV的摄像机内外参数的标定,以及基于MFC的双目立体视觉的软件的编程。