[發(fā)明專利]一種基于新視覺的機(jī)器人視覺系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611044788.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN108109172A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳墩金;覃爭(zhēng)鳴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州映博智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/73
• 分類號(hào): G06T7/73;G06K9/46
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于新視覺的機(jī)器人視覺系統(tǒng)及方法，所述視覺系統(tǒng)采用Bumblebee雙目立體視覺系統(tǒng)，具體包括：CCD雙目攝像機(jī)、PC機(jī)和1394視頻采集卡。所述CCD雙目攝像機(jī)和1394視頻采集卡相連，將攝像頭獲取的圖像信號(hào)傳輸給視頻采集卡。所述1394視頻采集卡和PC機(jī)相連，將圖像信號(hào)傳至PC機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的圖像處理。所述方法包括以下步驟：S1，圖像采集；S2，圖像預(yù)處理；S3，特征點(diǎn)提取及匹配；S4，三維重建。本發(fā)明采用Bumblebee雙目立體視覺系統(tǒng)，提高了果實(shí)的識(shí)別率和采摘成功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器視覺，具體涉及一種基于新視覺的機(jī)器人視覺系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模化、多樣化和精確化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)要求逐漸提高，許多作業(yè)項(xiàng)目(如蔬菜和水果的挑選與采摘、蔬菜的嫁接)都是勞動(dòng)密集型工作，再加上時(shí)令的要求，保證作業(yè)質(zhì)量成為關(guān)鍵問題。果品采摘作業(yè)是水果生產(chǎn)鏈中最耗時(shí)、最費(fèi)力的一個(gè)環(huán)節(jié)。采摘作業(yè)季節(jié)性強(qiáng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)用高，因此保證果實(shí)適時(shí)采收、降低收獲作業(yè)費(fèi)用是農(nóng)業(yè)增收的重要途徑。由于采摘作業(yè)的復(fù)雜性，采摘自動(dòng)化程度仍然很低。目前，國(guó)內(nèi)水果采摘作業(yè)基本上都是人工進(jìn)行，不僅費(fèi)用所占成本比例較高，而且時(shí)間較為集中。采摘機(jī)器人作為農(nóng)業(yè)機(jī)器人的重要類型，其作用在于能夠降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)費(fèi)用、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量、保證果實(shí)適時(shí)采收，因而具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

雙目立體視覺是機(jī)器視覺的一種重要形式，它是基于視差原理并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測(cè)物體的兩幅圖像，通過計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差，來獲取物體三維幾何信息的方法。融合兩只眼睛獲得的圖像并觀察它們之間的差別，使我們可以獲得明顯的深度感，建立特征間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將同一空間物理點(diǎn)在不同圖像中的映像點(diǎn)對(duì)應(yīng)起來。

專利“一種獼猴桃果實(shí)采摘機(jī)器人及采摘方法，申請(qǐng)?zhí)朇N201310719150.3”公開一種獼猴桃果實(shí)采摘機(jī)器人及采摘方法，包括機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，將果實(shí)和障礙物的圖像采集和特征提取、伸縮式滑動(dòng)平臺(tái)的智能移動(dòng)、五自由度采摘機(jī)械臂的壁障與果實(shí)定位以及兩指式末端執(zhí)行器的抓取進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn) 了獼猴桃果實(shí)采摘的機(jī)械化、自動(dòng)化。

專利“枸杞采摘機(jī)器人及其控制方法，申請(qǐng)?zhí)朇N201510670042.0”，公開公開了一種枸杞采摘機(jī)器人，枸杞采摘機(jī)器人系統(tǒng)采用針孔成像技術(shù)，主要包括數(shù)據(jù)采集卡和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。其控制方式主要采用模糊PID自適應(yīng)控制，主要對(duì)視覺方面進(jìn)行控制。其硬件方面主要由機(jī)械臂、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、采摘頭以及各種電機(jī)組成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中果實(shí)采摘機(jī)器人果實(shí)識(shí)別率低的問題，提供一種基于新視覺的機(jī)器人視覺系統(tǒng)及方法，采用Bumblebee雙目立體視覺系統(tǒng)，基于成熟果實(shí)與植株顏色特征的差異進(jìn)行圖像分割，來識(shí)別成熟的西紅柿。在完成相機(jī)標(biāo)定、特征點(diǎn)提取和特征點(diǎn)匹配的基礎(chǔ)上，通過三維空間定位獲取果實(shí)的三維坐標(biāo)，從而提高了果實(shí)的識(shí)別率和采摘成功率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種基于新視覺的機(jī)器人視覺系統(tǒng)及方法，其特征在于，所述視覺系統(tǒng)采用Bumblebee雙目立體視覺系統(tǒng)，具體包括：CCD雙目攝像機(jī)、PC機(jī)和1394視頻采集卡。其中：

所述CCD雙目攝像機(jī)和1394視頻采集卡相連，將攝像頭獲取的圖像信號(hào)傳輸給視頻采集卡。所述1394視頻采集卡和PC機(jī)相連，將圖像信號(hào)傳至PC機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的圖像處理。

所述方法包括以下步驟：

S1，圖像采集；

S2，圖像預(yù)處理；

S3，特征點(diǎn)提取及匹配；

S4，三維重建。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中Bumblebee雙目立體視覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。