双目立体视觉在果树采摘机器人中的应用

果树采摘机器人是未来智能农业机械化的发展方向,具有广阔的应用前景。为此,针对果树采摘机器人作业环境的复杂性与定位目标的特殊性,从双目定位的几何模型出发,归纳了双目定位的基本过程,总结了立体视觉的摄像机标定问题,提出变焦距双目视觉定位果实的研究方向,并对双目图像的匹配问题进行了分析。     

西红柿采摘机器视觉中的图像采集技术

对机器视觉中现有的两种图像采集方法进行了比较分析,得出基于VFW的图像采集方法具有较大优点的结论,该方法为机器视觉系统的开发提供了新的途径.为此,介绍了VFW实现图像实时采集的基本过程;在基于VFW图像实时采集的基础上,完成了西红柿采摘机器视觉中的图像实时采集软件系统的设计.通过使用该系统对采摘物进行实时采集可知,其采集效果能较好地满足实际需要.     

西红柿采摘机器人视觉系统的研究

针对果实采摘机器人果实识别率低的问题,设计了一组用于西红柿识别和定位的双目立体视觉系统,为机器人的采摘作业提供更有利的条件。为此,采用Bumblebee双目立体视觉系统,基于成熟果实与植株颜色特征的差异进行图像分割,来识别成熟的西红柿;在完成相机标定、特征点提取和特征点匹配的基础上,通过三维空间定位获取果实的三维坐标。实验结果表明:该系统果实识别的整个过程平均耗时150ms,对成熟西红柿的识别率达到99%,测试误差在10mm以内,能够较好地满足西红柿采摘工作的要求。     

机器视觉技术在水果采摘机器人中的应用

近年来,学术界展开了将图像处理技术运用到水果机器人采摘过程中的研究,把图像处理技术和机器视觉技术结合运用于水果采摘的过程,可以实现自动化和智能化的采摘,对于降低劳动强度和提高采摘效率具有极其重要的意义.对此,文章主要分析了机器视觉技术在水果采摘机器人中的应用成果,并对机器视觉技术研究方向进行了展望.     

计算机视觉在果蔬机械采摘中的应用研究

随着自动化技术在农业生产中应用的逐渐推广,农业生产智能化、自动化水平越来越高.农业采摘作业是农业生产中较为重要的环节,为克服传统采摘作业目标识别困难、干扰因素多等问题,深入研究了计算机视觉系统原理,建立了计算机视觉系统数学模型,同时将计算机视觉技术应用到机械采摘系统中,完成了系统硬件系统及软件流程设计.对系统进行了仿真...     

基于主动计算机视觉的茶叶采摘定位技术

为解决名优茶智能采摘的茶叶嫩梢定位问题,提出了一种基于主动视觉的嫩梢定位方法,并据此开发了一套视觉定位系统。针对茶叶采摘工作面特点设计了交叉投影与摄像光路;基于色彩因子法实现了自然环境下茶叶嫩梢的识别;重点研究了利用光栅投影轮廓术实现茶叶嫩梢高度信息获取。光栅投影轮廓术采用时间相位法获取光栅场的相位,并利用判别机制和形态滤波器去除噪声点,以多项式逼近法计算高度克服非线性误差。试验结果表明,基于光栅投影法的茶叶嫩梢定位系统,能够有效识别嫩梢并获取其三维信息,为研究名优茶智能采摘机解决了茶叶嫩梢定位问题。     

利用计算机视觉对自然背景下西红柿进行判别

介绍了机器人利用计算机视觉为向导，采用色度和强度信息对自然背景下的果实进行采摘的方法；提出了仅用颜色特征，采用贝叶斯决策分类模型对自然背景下的西红柿进行判别，并应用质心计算技术对这种分类模型进行了评价，得山对西红柿像素分类的正确性在80％以上的结论。     

视觉传感器在采摘机器人目标果实识别系统中的应用

目标果实的识别和定位是准确采摘的核心,是采摘作业的必要条件。为此,首先从硬件和软件两方面对采摘机器人总体框架进行了介绍,然后搭建了双目视觉系统,并建立了摄像机标定模型,最后实现了对目标果实的识别和定位功能。试验结果表明:采摘机器人目标果实识别系统对目标果实的识别定位误差在8mm以内,成功采摘率在96%以上,系统精度高,采摘效果良好,能够满足采摘机器人的作业要求,对实现水果采摘的自动化、无人化具有重要现实意义。     

田间果蔬采摘机器人视觉传感器设计与试验

针对田间果蔬采摘机器视觉识别与定位的需求,设计嵌入式采摘视觉传感器,内嵌130万像素CMOS图像传感器和开放性MCU,配置亮度处理模块和室外光自适应控制专家库,解决室外光变化影响视觉检测的难题.用主从传感器构造双目视觉系统,配置图像分割和测距算法,进行采摘目标的识别与定位.经试验和测试,在采摘臂长范围内,对成熟西红柿的识别有效率为96%,位置误差±12 mm.     

西红柿采摘机器人

随着电子技术和计算机技术的发展，智能机器人已在许多领域得到日益广泛的应用。在农业生产中，由于作业对象的复杂、多样，使得新概念农业机械——农业机器人的开发具有了巨大经济效益和广阔的市场前景，符合社会发展的需求。     

基于精准农业设计的水稻施肥系统开发

水稻是我国的第一大粮食作物,每年在水稻的农业生产上需投入大量人力和物力。而肥料是水稻种植成本的重要组成部分,也是高产稳产的保证,长期以来,我国水稻生产上过量施肥和盲目施肥情况普遍存在。为此,开发出一种基于精准农业设计的水稻施肥系统,可减少施肥量,提高水稻的产量,对于中产田能有特别明显的节肥增产的效果,在我国有广阔的应用前景。     

果实采摘机器人设计与导航系统性能分析

设计了一种果实自动采摘机器人,主要包括自动导航系统、采摘系统、运动系统、控制系统及动力系统。自动导航系统主要包括激光雷达导航和GNSS定位导航,可用于建立地图和规划工作路径;采摘系统通过双目立体视觉相机进行果实识别,再通过由六自由度机械臂和两指末端执行器(机械手)组成的执行机构抓紧果梗并剪断,完成果实采摘。试验结果表明,设计开发的机器人可以通过激光雷达导航完成室内工作,剪断并抓取果梗的两指末端执行器可适用于多种果实,上位机软件可以完成图像采集、机械臂控制和机器人工作路线图建立等操作。激光雷达导航试验结果表明,在1m/s的行驶速度下,导航绝对误差小于3.5cm,可满足温室果实采摘的需求。     

基于计算机视觉的成熟番茄识别研究

以番茄图像为研究对象,提出一种成熟番茄识别方法。首先,以HSI模型中的色调分量为基础进行图像分割,提取出成熟番茄目标图像;然后,再采用最大方差自动取阈值法进行分割处理,对得到的目标图像进行轮廓提取;最后,对轮廓曲线采用Hough变换的方法进行识别,以同一个轮廓圆识别的多个极值点的均值作为最终识别结果,在Hough变换之前采用最小外接矩形法进行有效区域标记,提高了Hough变换的效率。通过多幅番茄果实图像的仿真测试表明:本算法对果实遮掩度为0、小于50%、大于50%这3种情况的识别率分别为78.7%、6 8.1%、4 1.9%,平均识别率达到7 0.6%。本算法对于成熟番茄可以较好识别,尤其对于存在重叠情况的番茄,识别准确率较高。     

夜间自然环境下荔枝采摘机器人识别技术

利用机器视觉实现自然环境下成熟荔枝的识别,对农业采摘机器人的研究与发展具有重要意义。本文首先设计了夜间图像采集的视觉系统,然后选取了白天和夜间两种自然环境下采集荔枝图像,分析了同一串荔枝在白天自然光照与夜间LED光照下的颜色数据,确定了YIQ颜色模型进行夜间荔枝果实识别的可行性。首先选择夜间荔枝图像的I分量图,利用Otsu算法分割图像去除背景,然后使用模糊C均值聚类算法分割果实和果梗图像,得到荔枝果实图像;再利用Hough圆拟合方法检测出图像中的各个荔枝果实。荔枝识别试验结果表明:夜间荔枝图像识别的正确率为95.3%,识别算法运行的平均时间为0.46 s。研究表明,该算法对夜间荔枝的识别有较好的准确性和实时性,为荔枝采摘机器人的视觉定位方法提供了技术支持。     

在MATLAB环境中基于计算机视觉的番茄识别研究

根据反应彩色图像颜色信息的正交特性,利用最大方差自动取阈法对该正交特性图像进行分割,可快速识别出在不同光线下采集到的红色成熟番茄。对于实现番茄的自动采摘具有现实意义。     

计算机视觉技术在番茄收获中的应用

运用双目立体视觉技术对红色番茄进行定位,图像进行灰度变换后,对图像的二维直方图进行腐蚀,膨胀以后除小团块,提取背景区边缘,然后用拟合曲线实现彩色图像的分割,将番茄从背景中分离出来,对目标进行标定后,用面积匹配实现共轭图像中目标的配准,运用体视成像原理,从两幅二维图像中恢复目标的三维坐标,从实验数据可知,当目标与摄像机的距离为300－400mm时,深度误差可控制在3％－4％。     

计算机视觉技术在番茄损伤区域自动检测中的应用

农产品品质检测与分级是流通和加工过程中的一个重要环节,其检测与分级水平不仅直接关系到人民的健康,而且还是国际、国内农产品市场竞争的重要因素。为此,研究了图像处理的去除噪声、图像分割、图像增强等多种低层处理的方法,建立用区域增长法进行番茄表面缺陷区域检测,实验证明番茄损伤检测的准确率不低于90%。     

计算机视觉系统下缺素番茄叶片彩色图像研究

基于计算机视觉系统分析研究缺素番茄叶片的色彩图像,可以准确提取出缺素番茄叶片色彩图像的特征。对当前缺素番茄叶片色彩图像特征提取中,可以运用计算机视觉,优化设计图像处理软件,依据番茄叶片颜色特征来完成缺素番茄叶片的识别。实验表明:基于计算机视觉系统,优化设计缺素番茄叶片色彩图像特征提取软件,可提升缺素番茄叶片色彩图像分析精度(提升32.0%),准确判断提取缺素番茄叶片图像的特征。基于计算机视觉系统,进行缺素番茄叶片的色彩图像特征提取,有效提高了缺素番茄叶片色彩图像分析精度,可在实践中推广应用该技术。     

串番茄采摘末端执行器的设计与夹持实验

基于串番茄生长特性和采摘要求,设计了一种适应于采摘成串番茄的末端执行器。基于螺旋理论,建立了夹持接触力学模型,分析了夹持的力封闭性;同时,建立了稳定夹持模型,对夹指的可靠夹持力进行了分析,得出夹持力F≥8.24N。制作了物理样机,并对直径为3~8mm的串番茄母枝进行了负重干扰性能的夹持实验,实验结果表明:夹指所能承受的动态负重随母枝直径的增大而增大,最小动态负重为1.015kg,完全满足采摘串番茄时的夹持能力需求。