试析基于三维视觉的水果采摘机器人技术研究

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1、中国农业大学硕士学位论文基于三维视觉的水果采摘机器人技术研究姓名：林宝龙申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：张铁中20040301摘要本论文综述了农业机器人的特点，以及国内外相关研究和应用现状，指出影响农业机器人应用的三个关键问题。并从解决这些问题出发，在嵌入式系统平台上开展水果采摘机器人相关技术的研究。本文重点研究了水果采摘机器人的三维立体视觉技术。为了解决农业机器人的智能水平和成本水平相互制约的问题，研究工作主要在嵌入式系统平台上进行。在研究水果采摘机器人三维视觉系统的过程中，提出了一种基于果实表面颜色色彩空

2、间参照表的果实目标识别新方法，使得计算机系统适应多种蔬菜水果的采摘工作，提高农业机器人的使用率，有利于降低单位生产成本；在研究农业机器人三维视觉系统过程中，实现了～种易于使用且灵活可靠的摄像机标定方法，使机器人更加容易使用，且在摄像机标定的过程中不需要精密昂贵的校准设备，有利于降低机器人的使用成本降低。本文还针对农业机器人作业任务的特点，设计了一个4自由度轻型机械手模型，根据这个模型可降低机器人的制造成本。最后，本文基于GalilDMC2280运动控制器建立了机器人运动控制系统，从视觉系统获得目标在空间的位姿参数，实现对水果

3、采摘机器人进行运动控制。关键词：水果收获，机器视觉，机器人，农业机器人，嵌入式系统ⅡAbstractThecharacteristicandtheresearchstatusofagriculturerobotaresummarizedinthispaper．Threekeyproblemsthatinfluencetheapplicationofagriculturerobotarepointedout．Inordertoresolvethoseproblems，therelevanttechnologiesforfrui

4、t-pickingrobotarestudiedontheplatformofembeddedsystem．Inthispaper,themainstudytaskisthe3Dcomputervisiontechnologyoffruit·pickingrobot．Inordertoresolvetheproblemoftheconditionalitybetweenartificialiutelligencelevelandcostofagriculturerobot,studyworkismainlycarriedou

5、tootheplatformofembeddedsystem．Duringthecourseofstudyingthevisionsystem，anewmethodofrecognizingfruittargetbasedoncolorspacereferencelistoffruitsurfacecolordistributionisputforwardinthispaperThisapproachmakesthecomputersystemoffruit-pickingrobotabletopickvariousfrui

6、t，enhancestheusingfrequencyofagriculturerobot，andreducesthecOStperproduct．Inthecourseofstudyingthevisionsystem，weproposeanewflexibletechniquetoeasilycalibratecameras，whichmaketherobotmoreeasytouseandmakeunnecessaryexactandcostlyequipmentforcalibratingcRlneras，there

7、forealsoreducethecostofusingrobot．Consideringthefunctionsofagriculturerobot，asimplelightmodelof4DOFrobot，whichcanreducethecostoftherobot，isalsodesigned．Finally,therobotmotioncontrolsystemisdesignedbasedontheGalilDMC2280motioncontroller,whichgets3Dcoordinateparanlet

8、ersofobjectfromvisionsystemandcontrolsthemovementoffruit-pickingrobot．Keywords：Fruitharvest，Computervision，Robot，Agriculturalrobot，Embeddedsystem