草莓收获机器人采摘系统研究
草莓收获机器人采摘系统研究
【摘要】： 为了实现草莓收获的自动化以及智能化,在前人研究的基础上,对草莓收获机器人采摘系统进行了研究。搭建了一个三自由度的直角坐标机械手,设计了该机器人的视觉系统,并为机器人建立了一个开放式的控制系统,最后重点对草莓图像处理算法以进行了研究,并编程实现。 开放式机器人控制器可以提高系统的柔性、可扩展性、可靠性和复用性等性能。以工控机和GALIL运动控制器为核心,建立模块化、开放式的机器人控制系统。采用VC++语言来编写系统程序,通过矢量运动节省作业时间。试验结果表明,控制系统运行良好。 采用LRCD(luminance and red color difference)方法分割草莓图像。在RGB色彩模型中,求得图像中每个像素的色差,在灰度图像中显示以色差值为灰度值的色差图像,取合适的阈值对该图像二值化,得到分割后的草莓图像;提取分割后草莓图像的几何特征,由边界到重心的最长距离来确定草莓果尖的位置,并在过果尖与重心的反相延长线上取一合适的点(例如,本研究中取其到重心的距离与果尖到重心的距离相等)作为采摘点。并通过坐标变换,获得该采摘点在空间上的实际坐标值。试验结果表明,视觉系统对采摘点位置的判断误差<3mm。 该开放式机器人控制系统能够准确到达指定位置,其图像处理方法切实可行。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
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