论文题目: 草莓收获机器人采摘系统研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 陈利兵
导师: 张铁中
关键词: 草莓收获,图像处理,开放式控制系统,机器人
文献来源: 中国农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 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。
论文目录:
第一章 绪论
1．1 机器人技术概述
1．2 机器人在农业中的应用
1．3 草莓采摘机器人
1．4 研究内容与目标
第二章 草莓采摘系统整体设计
2．1 机械结构设计
2．2 视觉系统设计
2．3 控制系统设计
2．4 系统软件设计
第三章 草莓图像处理和分割
3．1 数字图像概述
3．2 色彩空间变换
3．3 灰度阈值处理
3．4 消除噪声
第四章 草莓特征提取和采摘点确定
4．1 区域标记
4．2 轮廓提取与轮廓跟踪
4．3 特征提取
4．4 图像平面与现实空间的几何关系
4．5 误差分析及讨论
4．6 目标获取流程
第五章 结论与建议
5．1 结论
5．2 本课题的不足和建议
参考文献
致谢
发布时间: 2005-06-13
参考文献
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