基于雙目視覺的農業(yè)機器人果實識別和定位研究.pdf

1、農業(yè)機械對操作目標的識別和定位是精準農業(yè)技術的關鍵,立體視覺技術能逼真的模仿人類的雙目視覺功能,從兩個不同的角度觀察同一景物,通過兩幅圖像之間的視差獲得目標物體的深度信息,從而計算出目標物的三維空間坐標實現對目標的定位和識別。我國是果蔬生產大國,目前國內的果蔬采摘基本上都是人工進行,本文通過對雙目立體識別和定位算法的研究,可以有效的提高機械手的采摘成功率,降低工人勞動強度和生產費用。雙目立體匹配技術的實現可分為圖像獲取、攝像機標定、特征

2、提取、立體匹配和三維重構幾個部分。
　　 本文針對雙目立體視覺的幾個關鍵技術進行了深入的研究。主要內容包括：⑴在原始圖像采集過程中,由于攝像機的抖動、變焦及其他環(huán)境因素的影響,采集到的圖像信息可能會發(fā)生畸變,從而影響到立體匹配的精確度。在圖像畸變的預處理上,本文提出了一種基于位移、縮放和旋轉因子的視差修正算法,利用左右圖像的局部特征點建立左圖像到右圖像之間最佳立體匹配的轉換關系。在計算調整參數時以垂直視差為出發(fā)點,簡化了計算過程

3、。實驗表明,該方法能有效解決視圖之間視差不匹配的問題,可以改善雙目立體視覺的顯示效果。⑵在目標的識別和定位問題上,本文提出了一種基于角點聚類的自然路標局部特征提取及其建模和匹配的算法,和以往算法不同的是,其最大程度上利用了角點的幾何特性,且角點響應函數的設計簡單獨特,角點檢測精度高。由于同一種類的水果具有外形一致性的特點,利用角點聚類能避免大量的冗余計算。以角點視差、角點距離和顏色等為約束條件,大大提高了果實目標的匹配精度。理論分析與實