[發明專利]一種基于視覺伺服的農產品分揀方法及系統

有效

• 申請號: 202011369307.0
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112588621B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 龍曉軍;張景淘;周凱;楊帥;齊星
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: B07C5/36
• 分類號: B07C5/36
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 李茜

1.一種基于視覺伺服的農產品分揀方法，其特征在于，所述方法包括:

采用圖像采集裝置對需要分揀的農產品進行圖像采集捕捉目標圖像；

控制裝置將所述目標圖像進行預處理；

根據預處理后的目標圖像對農產品進行定位和分類；

所述根據預處理后的目標圖像對農產品進行定位和分類，包括：

根據所捕獲圖像中目標物體的點與空間實際物體上存在的點建立對應關系實現目標定位；

對不同的物體進行分類識別時，確定不同目標物體的投影面積，以面積大小為閾值，利用面積閾值法實現對目標物體的分類；

所述根據所捕獲圖像中目標物體的點與空間實際物體上存在的點建立對應關系實現目標定位，包括：

確定物體點p在圖像像素坐標系中的坐標(^pX_f,^pY_f)；

根據圖像像素坐標(^pX_f,^pY_f)獲得物體點p在圖像物理坐標系下的坐標(^pX,^pY)：

選取成像模型中攝像機光軸與空間物體所在平面交點的位置，目標物體所在的平面方程為Z＝0；

根據圖像物理坐標系在攝像機坐標系中z軸方向的距離為有效焦距f，獲得物體點p在攝像機坐標系中的坐標為(^pX,^pY,f)；

確定攝像機光心在圖像物理坐標系中的坐標為(0,0,^PZ_W)；

根據點(^pX,^pY,f)與點(0,0,^PZ_W)的光線方程為得出比例系數確定最終物體點p的實際位置；

控制裝置根據機械臂中每個關節的關節變量確定機械臂的末端姿態，控制機械臂完成農產品分揀作業。

2.根據權利要求1所述的基于視覺伺服的農產品分揀方法，其特征在于，所述控制裝置將所述目標圖像進行預處理，包括：

所述控制裝置將所述目標圖像分別進行灰度增強、圖像分割以及平滑圖像處理，使得圖像各部分層次分開、噪聲減少并分割需要區域；

然后進行邊緣檢測，以提取目標邊緣信息；

最后進行一階矩計算，得出目標的中心坐標，再轉化為實際坐標，對目標圖像對應的農產品進行定位。

3.根據權利要求1所述的基于視覺伺服的農產品分揀方法，其特征在于，所述控制裝置根據機械臂中每個關節的關節變量確定機械臂的末端姿態，包括：

確定機械臂連桿坐標系和對應的參數，根據齊次變換理論，確定機械臂的正向運動方程式，所述正向運動方程式用于確定機械臂的末端姿態；

或者，確定機械臂的逆向運動方程式，根據機械臂的末端執行器的姿態反解出機械臂各個關節的關節變量。