荔枝采摘机械手果实识别与定位技术

针对采摘机械手在自然环境下对荔枝的识别和精确定位问题进行研究.通过分析自然环境成熟荔枝的颜色特征,选取HSV颜色模型进行阀值分割,去除荔枝图像的复杂背景,并利用模糊C-均值聚类法(FCM)对图像中荔枝果实和果梗进行分割,试验结果表明:有效识别果实和果梗的正确率为93.3％.通过计算果实“质心”与果梗的距离最大值确定荔枝采摘点,利用基于色调空间的彩色图像匹配法和极限约束法进行果梗采摘点的立体匹配,实现了采摘点的空间定位,定位试验结果表明:定位坐标中深度值误差小于3 cm,深度值误差率小于5.64％,能满足实际作业中荔枝采摘机械手的定位精度要求.     

基于动态目标的采摘机器人视觉定位技术研究

自然环境中水果扰动是采摘机器人视觉定位的难点。研究通过计算扰动荔枝图像中果实摆角大小,确定了静止、微扰动和大扰动3种状态;针对静止、微扰动的荔枝,利用改进的FCM模糊聚类方法进行果实、果梗的图像分割,利用Hough直线拟合确定果梗上有效采摘区域,实现了荔枝采摘点的空间视觉定位,并通过虚拟现实技术进行了机械手采摘扰动目标的仿真。视觉定位试验结果:静止、微扰动荔枝采摘点的视觉定位的深度误差值最大为2.3 cm,最小为0.6cm,表明了该方法的合理性与有效性。