试析黄瓜采摘机器人目标识别与定位系统的研究

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1、中国农业大学硕士学位论文黄瓜采摘机器人目标识别与定位系统的研究姓名：袁国勇申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：张铁中20060501摘要本文在充分了解国内外相关研究和应用现状的基础上，对黄瓜采摘机器人的视觉系统及机械手爪部分(末端执行器)进行了研究。由于黄瓜果实与其果梗叶片在反射率和含水率上存在差异，因此在颜色深度上就存在差别。本文利用它们在颜色深度上的差异，采用在自然背景下的黄瓜图像为训练样本，分别提取出黄瓜果实与背景的RGB颜色分量信息，利用Bayes分类判别模型对自然背景下的黄瓜果实图像进行判别。试验表明，利用Bayes模式识

2、别能够较好地实现对成熟黄瓜果实与背景的分离。之后，利用黄瓜果实的面积及圆形度等特征参数进行特征提取，得到只有黄瓜果实的二值图像以及果实的图像重心位置坐标。在确定果实抓取点的位置信息时，运用了水果采摘机器人的双目立体视觉技术，采用了一种易于使用且灵活可靠的摄像机标定方法。并对抓取点的深度信息进行了计算。本文针对黄瓜果实在采摘时的特点，设计出了适合其采摘的机械手爪。机械手爪由一个夹持器、检测器和切割器组成。检测器是由一个红外反射式光电传感器组成，通过该传感器检测到黄瓜果实的采摘点。关键词；采摘机器人，机器视觉，模式识别，机械手爪，黄瓜采摘IIAbs

3、tractOnthebasisoffullyknewabouttheresearchandapplicationstatusofcucumber-harvestingrobot，experimentalresearchofthevisionsystemandmechanicalpaw(end—effector)ofcucumber-harvestingrobotiscarriedoninthispapeLThevisionsystemandmechanicalpawofthecucumber-harvestingrobotalestudiedi

4、ndetail．Cucumbersandtheirpedunclesandleavesaredifferentinreflectivityandcontainingofwater,SOthesaturationoftheircolorarerecognizable．Basedonthedifference，thecucumberimageunderthenaturalbackgroundwastakenastrainingsample．Picked-upeachtheROBchannels’colorinformationofthecucumb

5、erandthebackgroundofthesample，thenutilizedtheBayesSortDiscriminationModeltorecognizethecucumberfromthenaturalbackgroundinimage．TheresultofthisexperimentshowedthatexpectedsegmentationcouldbeachievedwellbyusingBayesPaaeroRecognition．Afterthat，usedtheparameterofarea(inpixel)and

6、compactnessofcucumbertoabstractcucumberfromimage，SOthebinaryimageofcucumberanditscenterofgravityareavailable．Whencalculatingthegrippoint，usedthe3一Dvisionsystemoffruit-harvestingrobot，weproposeanewflexibletechniquetoeasilycalibratecameras，andcalculatethedistancebetweencucumbe

7、randCamems．Consideringthecharacterofcucumberharvesting，amechanicalpawsuitableforcucumberharvestisdesigned．Themechanicalpewconsistedofagripper,adetectorandacutter．Thedetectorisaninfraredreflectelectriopticalsensor,thepickpointisdetectedbythesensoLKeywords：Harvestrobot，Machine

8、vision，Patternrecognition，Mechanicalpaw,CucumberharvestIll独创性声明本人声明所呈交的论文是我