自然场景下成熟柑橘果实分类识别与定位方法研究

发布时间：2021-03-09 02:29

　　成熟果实收获作为果实生产作业的首要任务之一,研发一款智能采摘机器人有利于缩短采摘时间、降低采摘成本、减小人工劳动强度,与此同时,对于促进我国农业由机械化向高度自动化和智能化迈进有着重要的现实意义。本文以课题组自行研发的柑橘采摘机器人作为试验平台,旨在通过研究自然场景下成熟柑橘果实的分类识别与定位方法,使其具有自主感知和收获能力,以此提升采摘机器人的智能化程度。主要研究内容如下:1)基于RGB-D相机的视觉系统搭建与样本采集。分析对比了现有的三种采用不同原理的深度相机,结合课题实际要求,综合考虑了双目立体视觉、结构光以及飞行时间的优劣势,最终选择了基于TOF原理的Kinect v2深度相机,并对其进行视场角和深度误差等进行了分析,获取相机最佳工作距离保证视觉系统的精度和稳定性的同时,综合相机最佳工作距离与柑橘采摘机器人的采摘距离确定了采集样本的拍摄距离范围,在此距离范围内通过在不同时间段采集不同光照角度下的柑橘图像,以保证训练样本具有良好的泛化性。2)成熟柑橘果实分类识别模型构建及改进。结合采摘机器人的实际采摘需求,根据果实的生长分布情况及遮挡关系对果实进行了不同类型的划分,在此基础上制... 

【文章来源】：重庆理工大学重庆市

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

番茄采摘机器人总体结构

绪论3青岛理工大学周毛等等人研发的番茄采摘机器人如图1.3所示[13]，陕西理工大学杜枭雄等人研发的苹果采摘机器人如图1.4所示[14]，上海交通大学凌晓等人研发的番茄采摘机器人如图1.5所示[15]，以上三款采摘机器人视觉系统均采用了双目相机作为图像采集的主要传感器。图1.3青岛理工大学的番茄采摘机器人图1.4陕西理工大学的苹果采摘机器人图1.5上海交通大学的番茄采摘机器人日本九州工业大学ShinsukeYasukawa等人研制的番茄采摘机器人样机如图1.6所示，主要由一个小型6自由度械臂以及末端执行器组成，并通过KinectV2相机的彩色镜头与红外镜头对果实进行识别[16]。日本东京大学HiroakiYaguchi等人研制的番茄采摘机器人如图1.7所示[17]，主要由电动轮式全转向底盘、UR56自由度机械

绪论3青岛理工大学周毛等等人研发的番茄采摘机器人如图1.3所示[13]，陕西理工大学杜枭雄等人研发的苹果采摘机器人如图1.4所示[14]，上海交通大学凌晓等人研发的番茄采摘机器人如图1.5所示[15]，以上三款采摘机器人视觉系统均采用了双目相机作为图像采集的主要传感器。图1.3青岛理工大学的番茄采摘机器人图1.4陕西理工大学的苹果采摘机器人图1.5上海交通大学的番茄采摘机器人日本九州工业大学ShinsukeYasukawa等人研制的番茄采摘机器人样机如图1.6所示，主要由一个小型6自由度械臂以及末端执行器组成，并通过KinectV2相机的彩色镜头与红外镜头对果实进行识别[16]。日本东京大学HiroakiYaguchi等人研制的番茄采摘机器人如图1.7所示[17]，主要由电动轮式全转向底盘、UR56自由度机械

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器视觉的自然环境中猕猴桃识别与特征提取[J]. 崔永杰,苏帅,王霞霞,田玉凤,李平平,张发年.  农业机械学报. 2013(05)
[2]基于Hough变换的猕猴桃毗邻果实的分离方法[J]. 崔永杰,苏帅,吕志海,李平平,丁宪.  农机化研究. 2012(12)
[3]微装配机器人手眼标定方法研究[J]. 胡小平,左富勇,谢珂.  仪器仪表学报. 2012(07)
[4]番茄采摘机器人末端执行器的硬件设计[J]. 刘继展,李萍萍,李智国.  农业机械学报. 2008(03)

博士论文
[1]番茄采摘机器人关键技术研究[D]. 王丽丽.北京工业大学 2017
[2]温室果蔬采摘机器人视觉信息获取方法及样机系统研究[D]. 纪超.中国农业大学 2014

硕士论文
[1]苹果采摘机器人视觉系统的目标识别研究[D]. 杜枭雄.陕西理工大学 2019
[2]柑橘采摘机器人重叠果实分割与定位方法研究[D]. 刘洒.重庆理工大学 2019
[3]苹果采摘机器人的设计与研究[D]. 刘鹏莉.西安理工大学 2018
[4]基于ROS的同位素分装机器人运动规划及控制仿真研究[D]. 吉志敏.兰州理工大学 2018
[5]苹果采摘机器人视觉系统研究[D]. 李强.兰州理工大学 2017



本文编号：3072090