目前智能机器人技术已成为智能产业制造链的重要组成部分,尤其移动搬运机器人扮演着越来越重要的角色。而移动搬运机器人虽种类丰富,但多聚焦于工业搬运机器人或搬运机械臂这几个领域。一般来说,盆栽由于其体积小、数量多、覆盖面积较小等特性,如聘请专人对盆栽植物进行搬运、照顾与管理,将在一定程度上增加管理成本和人力资源。面向上述问题,本硕士课题初步设计了一种基于RGB-D摄像头的盆栽养护机器人系统,针对其关键技术进行研究,以期为实现家居及办公环境部分小型盆栽的自动化搬运养护提供可参考的方案与支撑性技术,有效节省人工搬运的人工工作量和费用。系统包括一种盆栽搬运全向移动机器人与室内小型智能盆栽养护温室箱。室内小型智能盆栽养护温室箱的任务是对对应养护工位上的盆栽执行特定波长LED光照、水肥淋浴等养护作业。盆栽搬运全向移动机器人的任务是指全向运动底盘和机械臂结合,利用视觉传感器提供的信息完成盆栽目标识别、抓取与搬运、对未知环境的感知与导航等任务。本课题主要针对以下几个方面开展研究工作:首先,设计并初步实现了一种盆栽搬运全向移动机器人系统,设计了它的嵌入式控制系统和软件控制流程。第二,针对盆栽花盆搬运所需的景深、盆高、中心点位、半径等参数的获取,设计了一种基于RGB-D摄像头与Open CV估算盆栽搬运所需关键参数的算法,算法流程包括高鲁棒性色域分割、膨胀腐蚀、连通域提取、边缘检测、边缘点深度信息融合和二乘法拟合,从而得到花盆待抓取边缘的形心位置、水平高度以及拟合圆半径,支撑实现盆栽抓取。再次,针对盆栽搬运全向移动机器人视觉伺服控制问题,提出了一种基于简明二维码图像特征的机器人泊接伺服策略,包括一种盆栽搬运全向移动机器人手爪姿态计算方法与一种盆栽搬运全向移动机器人泊停姿态计算方法:机器人利用养护温室箱空缺工位正下方的二维码图像,捕获二维码四个定位点的像素坐标,利用像素坐标值完成姿态的泊停调整以实现精准泊停。最后,面向盆栽搬运全向移动机器人定位与导航,开发了一种基于视觉传感器和编码器融合的快速自定位算法,实验表明本文设计快速自定位算法的轨迹质量和定位准确度优于单纯使用ORB-SLAM 3算法,具有较好的位姿估算精度。论文实验部分证明了所设计系统与算法的有效性,为之后盆栽搬运全向移动机器人研究与发展提供有一定参考价值的解决方案。