果樹(shù)采摘機(jī)器人目標(biāo)定位系統(tǒng)研究.pdf

1、果樹(shù)采摘機(jī)器人是未來(lái)智能農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。開(kāi)展果樹(shù)采摘機(jī)器人的研究對(duì)于適應(yīng)市場(chǎng)需求、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高經(jīng)濟(jì)效率有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。目標(biāo)定位系統(tǒng)是果樹(shù)采摘機(jī)器人的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前對(duì)其研究還存在很多缺陷，在攝像機(jī)標(biāo)定及圖像匹配方面有不少困難，難以達(dá)到實(shí)時(shí)性，魯棒性和精度的要求。本文在國(guó)家863計(jì)劃(項(xiàng)目號(hào)2006AA102254-1)經(jīng)費(fèi)資助下，主要研究果樹(shù)采摘機(jī)器人目標(biāo)定位系統(tǒng)各方面的關(guān)鍵理論，研究?jī)?nèi)容包括：

2、 1、基于視差的雙目視覺(jué)理論。從單幅圖像中的3D信息出發(fā)，引出了基于視差的雙目視覺(jué)理論，對(duì)常用的平行雙目成像系統(tǒng)和會(huì)聚雙目成像系統(tǒng)進(jìn)行了研究，分別求取了其中空間點(diǎn)的深度坐標(biāo)Z，并進(jìn)行了誤差分析。 2、攝像機(jī)的標(biāo)定。首先對(duì)幾種不同的攝像機(jī)模型進(jìn)行了深入分析，指出鏡頭畸變的3種類型。然后從基于標(biāo)定靶、攝像機(jī)自標(biāo)定、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這3種標(biāo)定方法入手介紹了攝像機(jī)標(biāo)定的過(guò)程，并對(duì)固定焦距下的攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。提出了比較適合果樹(shù)采

3、摘機(jī)器人的變焦距雙目視覺(jué)系統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定，可以獲得利于目標(biāo)檢測(cè)的清晰高質(zhì)量的圖像，但其最大問(wèn)題是如何實(shí)時(shí)的獲取攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。 3、圖像的匹配。匹配是果樹(shù)采摘機(jī)器人目標(biāo)定位系統(tǒng)的難點(diǎn)?？筛鶕?jù)唯一性約束、順序性約束、外極線約束等約束條件來(lái)更有效率的進(jìn)行匹配。匹配算法包括基于灰度，區(qū)域，特征點(diǎn)及相位等。本文對(duì)基于區(qū)域和基于特征點(diǎn)的匹配算法進(jìn)行了研究，用概率松弛迭代及視差矩陣的方法雙目果實(shí)圖像進(jìn)行了匹配實(shí)驗(yàn)。接著研究了誤差檢測(cè)的方法