為解決果疏采摘所需勞動(dòng)成本過高等問題,實(shí)現(xiàn)果園管理自動(dòng)化、無人化,研究果蔬采摘機(jī)器人成為現(xiàn)如今的熱門話題。提前構(gòu)建采摘環(huán)境,會(huì)為機(jī)器人采摘的避障工作節(jié)省時(shí)間。本文將主要以蘋果果樹為識(shí)別與研究對(duì)象,搭建果樹模型與雙目立體視覺系統(tǒng),完成果樹上果實(shí)與枝葉的識(shí)別與圖像分割,完成雙目相機(jī)的標(biāo)定,確定出適合采摘環(huán)境中的標(biāo)定條件,完成雙目視覺中果樹圖像的匹配與三維重構(gòu),主要研究內(nèi)容如下:通過對(duì)視覺應(yīng)用中顏色空間的對(duì)比,選擇RGB顏色空間對(duì)果樹圖像中的果實(shí)與枝葉進(jìn)行分割,提出一種圖像預(yù)處理的方法,銳化與均值濾波結(jié)合處理圖像;對(duì)圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理,得到二值圖像,提出一種最大外接圓法擬合二值圖像中的果實(shí)輪廓,將圖像轉(zhuǎn)化為二維像素點(diǎn)集,編寫程序完成邊界擬合,通過對(duì)多組圖像進(jìn)行處理,比較傳統(tǒng)的Hough圓變換法,驗(yàn)證本文方法的適用性;提出最大外接矩形法處理枝葉圖像,完成果樹圖像中果實(shí)與枝葉的識(shí)別。完成攝像機(jī)的標(biāo)定并獲取基本參數(shù),通過對(duì)攝像機(jī)成像與標(biāo)定原理的研究,采用控制變量法,探究不同標(biāo)定板尺寸與不同光照環(huán)境,對(duì)相機(jī)標(biāo)定精度的影響,確定適合采摘環(huán)境下的標(biāo)定條件,提高標(biāo)定精度;最終根據(jù)所得結(jié)論,完成攝像機(jī)的標(biāo)定... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

黃瓜采摘機(jī)器人

國內(nèi)外一些國家都紛紛開始此方國外以美國、日本等一些發(fā)達(dá)國家為主，及應(yīng)用（如圖 1-1 為荷蘭生產(chǎn)的黃瓜采摘人）。但是這些機(jī)器人并未實(shí)現(xiàn)商品化，蔬生長的植物為主，對(duì)此的三維重構(gòu)，主體匹配、目標(biāo)深度信息的獲取、三維重建圖 1-1 黃瓜采摘機(jī)器人

Parrish 和 Goksel 根據(jù)相關(guān)識(shí)別理論提出了一種簡(jiǎn)易的果器增強(qiáng)了葉子和蘋果的對(duì)比度，利于蘋果果實(shí)的識(shí)別。mura 等人，利用紅色果實(shí)與非紅色枝干與枝葉顏色不同[簡(jiǎn)單的識(shí)別，之后對(duì)紅色西紅柿的采摘機(jī)器人展開研究，世界第一臺(tái)果蔬采摘機(jī)器人。我國尹建軍等人，在針對(duì)番茄采摘機(jī)器人的視覺系統(tǒng)研柱狀圖的算法[9]。2005 年，蔡建榮等人最先將彩色空間中顏色空間[10]，與 Otsu 自動(dòng)閾值算法自動(dòng)獲取閾值相結(jié)合依據(jù)顏色與形狀等信息對(duì)西紅柿果實(shí)進(jìn)行識(shí)別，但只針信息提出識(shí)別方法，并未對(duì)障礙物進(jìn)行識(shí)別，不利于避楊亮等[11]人針對(duì)黃瓜葉片的建模分析（如圖 1-3），提出葉片邊緣及葉脈的特征點(diǎn)；對(duì)黃瓜葉片邊緣和葉脈，利行擬合，利用 Delaunay 三角化方法和三角網(wǎng)格進(jìn)行分析方法，用以增加所構(gòu)建出模型的真實(shí)感。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]光照環(huán)境對(duì)蘋果采摘機(jī)器人識(shí)別與定位影響規(guī)律的研究[D]. 李爽義.燕山大學(xué) 2018
[2]基于Kinect的蘋果樹三維重建方法研究[D]. 余秀麗.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[3]基于視覺引導(dǎo)的搬運(yùn)機(jī)器人多目標(biāo)識(shí)別及抓取姿態(tài)研究[D]. 熊健.湖北工業(yè)大學(xué) 2016
[4]蘋果采摘機(jī)器人視覺系統(tǒng)識(shí)別基礎(chǔ)方法的研究[D]. 陳鷗.燕山大學(xué) 2016
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[6]基于OpenCV的雙目立體視覺系統(tǒng)定標(biāo)與三維重構(gòu)技術(shù)研究[D]. 周鵬.寧夏大學(xué) 2015
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[8]蘋果采摘機(jī)器人視覺系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 丁乙.燕山大學(xué) 2014
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本文編號(hào)：2993742