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非结构环境中扰动葡萄采摘点的视觉定位技术
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.41[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:华南农业大学数学与信息学院,广州510642
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(31201135); 广东省科技计划项目(2015A020209123); 广州市科技计划项目(201506010081)
中文摘要:

非结构环境下采摘机器人对扰动葡萄采摘点的视觉识别定位有实际应用价值。首先基于"挠性杆-铰链-刚性杆-质量球"模型对葡萄串形态进行分析,将其扰动状态分解为XOY和YOZ 2个平面的类单摆运动,对扰动葡萄进行视频拍摄,通过对视频中多帧葡萄图像进行Otsu阈值分割得到果实和果梗,并计算出各帧图像中葡萄串的质心;对各帧图像的葡萄串质心进行曲线拟合,计算出葡萄类单摆运动的周期与摆角,从而确定当前扰动葡萄是否适合视觉定位;对可实现视觉定位的扰动葡萄,选取类单摆中间位置质心点对应的葡萄图像,对葡萄串上方矩形区域进行Canny边缘检测,再利用霍夫直线拟合结合角度约束法实现扰动葡萄采摘点的定位。视觉定位试验结果表明:自然环境中不同光照下扰动葡萄采摘点的视觉定位准确率达80%以上,为采摘机器人应用于实际生产提供了理论基础。

英文摘要:

The picking robot in unstructured environment has practical value in visual localization of disturbed grape.Firstly,the shape of grape was analyzed based on model of"flexible rod-hinge-rigid rodmass ball"and its disturbed state was decomposed into pendulum of XOY plane and YOZ plane,and then fruit and stalk of grape were obtained by Otsu function from multi frame image in video of which captured disturbed grape.Then centroid of grape in each frame image was calculated,and curve fitting of grape centroid of each frame image was made.The period of grape pendulum movement and swing angle were calculated to judge whether current disturbed of the grape was suitable for visual positioning.For disturbed grape that can achieve visual positioning,choosing grape images corresponding to location in the middle of centroid point of pendulum motion,Canny edge detection was carried out on the upper rectangular region.The method of Hough line fitting and angle constraint were used to localize picking point of disturbed grape.Experiment results of visual localization showed that the accuracy of visual localization for disturbed grape picking points under different illuminations were more than 80% in natural environment,which provided theoretical basis for the application of picking robot in practical production.

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期刊论文 32 会议论文 2 专利 4
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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884