基于雙目視覺的農(nóng)業(yè)機(jī)器人果實(shí)識別和定位研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)機(jī)械對操作目標(biāo)的識別和定位是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的關(guān)鍵,立體視覺技術(shù)能逼真的模仿人類的雙目視覺功能,從兩個不同的角度觀察同一景物,通過兩幅圖像之間的視差獲得目標(biāo)物體的深度信息,從而計算出目標(biāo)物的三維空間坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的定位和識別。我國是果蔬生產(chǎn)大國,目前國內(nèi)的果蔬采摘基本上都是人工進(jìn)行,本文通過對雙目立體識別和定位算法的研究,可以有效的提高機(jī)械手的采摘成功率,降低工人勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)費(fèi)用。雙目立體匹配技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可分為圖像獲取、攝像機(jī)標(biāo)定、特征

2、提取、立體匹配和三維重構(gòu)幾個部分。
　　 本文針對雙目立體視覺的幾個關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。主要內(nèi)容包括：⑴在原始圖像采集過程中,由于攝像機(jī)的抖動、變焦及其他環(huán)境因素的影響,采集到的圖像信息可能會發(fā)生畸變,從而影響到立體匹配的精確度。在圖像畸變的預(yù)處理上,本文提出了一種基于位移、縮放和旋轉(zhuǎn)因子的視差修正算法,利用左右圖像的局部特征點(diǎn)建立左圖像到右圖像之間最佳立體匹配的轉(zhuǎn)換關(guān)系。在計算調(diào)整參數(shù)時以垂直視差為出發(fā)點(diǎn),簡化了計算過程

3、。實(shí)驗(yàn)表明,該方法能有效解決視圖之間視差不匹配的問題,可以改善雙目立體視覺的顯示效果。⑵在目標(biāo)的識別和定位問題上,本文提出了一種基于角點(diǎn)聚類的自然路標(biāo)局部特征提取及其建模和匹配的算法,和以往算法不同的是,其最大程度上利用了角點(diǎn)的幾何特性,且角點(diǎn)響應(yīng)函數(shù)的設(shè)計簡單獨(dú)特,角點(diǎn)檢測精度高。由于同一種類的水果具有外形一致性的特點(diǎn),利用角點(diǎn)聚類能避免大量的冗余計算。以角點(diǎn)視差、角點(diǎn)距離和顏色等為約束條件,大大提高了果實(shí)目標(biāo)的匹配精度。理論分析與實(shí)