苹果采摘机器人视觉系统识别基础方法的研究

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1、硕士学位论文MASTER′SDISSERTATION论文题目苹果采摘机器人视觉系统识别基础方法的研究作者姓名陈鸥学位类型工程硕士指导教师李艳文教授2016年5月中图分类号：TP242.2学校代码：10216UDC：621密级：公开工程硕士学位论文(研发应用型)苹果采摘机器人视觉系统识别基础技术的研究硕士研究生：陈鸥导师：李艳文副导师：齐立哲申请学位：工程硕士工程领域：机械工程所属学院：机械工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicalEnginee

2、ringTHERESEARCHOFVISIONSYSTEMBASICMETHODINIDENTIFYINGFORAPPLEPICKINGROBOTByChenOuSupervisor:ProfessorLiYanwenViceSupervisor:SeniorEngineerQiLizheYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《苹果采摘机器人视觉系统识别基础技术的研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研

3、究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《苹果采摘机器人视觉系统识别基础技术的研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版

4、本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要采摘机器人的核心技术便是视觉系统。在采摘机器人工作时，双目镜头采集图像时的镜头畸变、多果的重叠都会影响视觉系统采集数据的波动性，间接影响了采摘的效率。基于此，本文以成熟的苹果为研究对象，展开对苹果采摘机器人识别系统基础技术的研究。首先，对于多个重叠成熟果实

5、的提取问题，本文提出一套适应果实图像提取的算法流程：该算法先使用统计学理论分析果实与枝叶的颜色分量的分布规律，针对这个规律提取果实；根据分水岭分割的方法提取前景目标；再使用最小二乘法拟合圆提取果实轮廓，得到苹果圆心和坐标。其次，针对视觉系统的镜头畸变问题，本文采用了改良的标定工具箱进行图像的标定。在标定工具箱对采集的畸变图像对标定时，先将畸变模型程序加入到标定工具箱中，然后对畸变模型参数进行校正并完成标定。该方法提高了视觉系统的标定精度。再次，在探索图像深度信息的影响因素的实验中，需重复进行双目标定。本文

6、通过建立图像对的视差图解决该问题。先对图像进行预处理操作以及校正和匹配，得到视差图，并从中获取图像的深度信息。该视差图的建立降低了双目重复标定的工作量。最后，针对得出的果实的Z坐标误差较大的问题，本文为了获取精度更高的果实的空间坐标，搭建了关于双目摆放位置与深度信息相关性的实验平台，通过该实验平台分析误差的影响因素并确定误差补偿量。通过对双目视觉系统的研究，创建一个适应性强和稳定性高的视觉识别系统。能够大大的改善采摘机器人的精确度，推进了果实采摘机器人的实用进度。关键词：双目视觉；摄像机标定；视差图；双目

7、立体视觉实验I燕山大学工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,pickingrobothasbecomeafocusofresearchinmanyuniversities,andthecoreproblemofresearchpickingrobotisinthevisionsystem.Whenapickingrobotisworking,thebinocularlensdistortionandthemultipleoverlappingofripefruitwillaffect

8、thevolatilityofthevisualsystemcollectingdata,resultinthesystemerrorbigger,influencetheefficiencyofpickingindirectly.Inordertosearchingmethodstosolvetheproblems,thispaperexpandsbasictechnologyresearchtoidentifytherob