[發明專利]一種旋轉可調式雙目視覺的目標識別定位裝置及其在農業果實采摘機械的應用

有效

• 申請號: 201310473133.6
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103529855A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 鄒湘軍;劉念;羅承宇;林桂潮;熊俊濤;黎垣昌;鐘偉奇
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G05D3/00
• 分類號: G05D3/00;G06K9/62;A01D46/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松;付曄

1.一種旋轉可調式雙目視覺的目標識別定位裝置，其特征在于：包括支架、攝像機和圖像處理系統；所述支架包括兩根縱向導軌和兩根橫向導軌，橫向導軌與縱向導軌采用滑動連接以實現攝像機在Z軸方向的移動；所述攝像機是通過底座固定于支架上的兩個左右對稱設置的攝像機，底座可以繞Y軸進行旋轉，底座與橫向導軌采用滑動連接以實現攝像機在X軸方向的移動。

2.根據權利要求1所述的旋轉可調式雙目視覺的目標識別定位裝置，其特征在于：所述兩個攝像機是兩個CCD攝像機，鏡頭相距10～25cm，且它們之間的距離可以調節。

3.根據權利要求1所述的旋轉可調式雙目視覺的目標識別定位裝置，其特征在于：所述圖像處理系統的操作過程包括下述步驟：

（1）攝像機標定：確定攝像機的視覺成像系統的內部參數和外部參數，即視覺成像系統對應的目標由圖像坐標到世界坐標的映射關系；

（2）圖像采集：將攝像機獲取的圖像進行量化后轉換為數字圖像，并將其輸入、存儲到計算機中；

（3）圖像預處理：對存儲到計算機中的數字圖像進行對比度增強、平滑和圖像增強的預處理；

（4）顏色空間轉換：將圖像從RGB顏色空間轉換到YCbCr顏色空間，用以適當減弱在室外環境下太陽光對圖像的干擾，獲取目標最佳的顏色特征；

（5）圖像分割與目標提取：采用圖像分割算法，從獲取的包含復雜背景的圖像中分割出農業果實圖像，然后從分割出的農業果實圖像中識別和解譯有意義的物體實體；

（6）目標定位：目標提取完成后，得到該目標在圖像中的幾何位置信息，即獲得農業果實在圖像中的坐標位置，然后結合攝像機標定結果及雙目視覺的視差原理，將二維坐標轉換到真實三維空間坐標，最終求取目標的三維位置信息。

4.一種農業果實采摘機械，其特征在于：包括權利要求1～3任一項所述的目標識別定位裝置、移動平臺、果箱和夾持機械手；所述移動平臺在水平Y軸方向上移動；所述目標識別定位裝置的縱向導軌固接于移動平臺的前部，夾持機械手及其控制部分位于移動平臺的中部，果箱位于移動平臺的尾部。

5.根據權利要求4所述的農業果實采摘機械，其特征在于：所述夾持機械手包括后臂、前臂和夾持手爪；夾持手爪固接在前臂上并由前臂帶動，用于夾緊農業果實；前臂與后臂之間通過軸連接，且前臂可以繞連接軸在豎直平面內做旋轉運動，后臂與移動操作平臺的主體連接。