[发明专利]一种基于新视觉的机器人视觉系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于新视觉的机器人视觉系统及方法，所述视觉系统采用Bumblebee双目立体视觉系统，具体包括：CCD双目摄像机、PC机和1394视频采集卡。所述CCD双目摄像机和1394视频采集卡相连，将摄像头获取的图像信号传输给视频采集卡。所述1394视频采集卡和PC机相连，将图像信号传至PC机进行进一步的图像处理。所述方法包括以下步骤：S1，图像采集；S2，图像预处理；S3，特征点提取及匹配；S4，三维重建。本发明采用Bumblebee双目立体视觉系统，提高了果实的识别率和采摘成功率。

技术领域

本发明涉及机器视觉，具体涉及一种基于新视觉的机器人视觉系统及方法。

背景技术

近年来，随着农业生产的规模化、多样化和精确化，农业生产作业要求逐渐提高，许多作业项目(如蔬菜和水果的挑选与采摘、蔬菜的嫁接)都是劳动密集型工作，再加上时令的要求，保证作业质量成为关键问题。果品采摘作业是水果生产链中最耗时、最费力的一个环节。采摘作业季节性强、劳动强度大、费用高，因此保证果实适时采收、降低收获作业费用是农业增收的重要途径。由于采摘作业的复杂性，采摘自动化程度仍然很低。目前，国内水果采摘作业基本上都是人工进行，不仅费用所占成本比例较高，而且时间较为集中。采摘机器人作为农业机器人的重要类型，其作用在于能够降低工人劳动强度和生产费用、提高劳动生产率和产品质量、保证果实适时采收，因而具有很大的发展潜力。

双目立体视觉是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。融合两只眼睛获得的图像并观察它们之间的差别，使我们可以获得明显的深度感，建立特征间的对应关系，将同一空间物理点在不同图像中的映像点对应起来。

专利“一种猕猴桃果实采摘机器人及采摘方法，申请号CN201310719150.3”公开一种猕猴桃果实采摘机器人及采摘方法，包括机械执行系统和控制系统，将果实和障碍物的图像采集和特征提取、伸缩式滑动平台的智能移动、五自由度采摘机械臂的壁障与果实定位以及两指式末端执行器的抓取进行整合，实现 了猕猴桃果实采摘的机械化、自动化。

专利“枸杞采摘机器人及其控制方法，申请号CN201510670042.0”，公开公开了一种枸杞采摘机器人，枸杞采摘机器人系统采用针孔成像技术，主要包括数据采集卡和模数转换模块。其控制方式主要采用模糊PID自适应控制，主要对视觉方面进行控制。其硬件方面主要由机械臂、转子结构、采摘头以及各种电机组成。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中果实采摘机器人果实识别率低的问题，提供一种基于新视觉的机器人视觉系统及方法，采用Bumblebee双目立体视觉系统，基于成熟果实与植株颜色特征的差异进行图像分割，来识别成熟的西红柿。在完成相机标定、特征点提取和特征点匹配的基础上，通过三维空间定位获取果实的三维坐标，从而提高了果实的识别率和采摘成功率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种基于新视觉的机器人视觉系统及方法，其特征在于，所述视觉系统采用Bumblebee双目立体视觉系统，具体包括：CCD双目摄像机、PC机和1394视频采集卡。其中：

所述CCD双目摄像机和1394视频采集卡相连，将摄像头获取的图像信号传输给视频采集卡。所述1394视频采集卡和PC机相连，将图像信号传至PC机进行进一步的图像处理。

所述方法包括以下步骤：

S1，图像采集；

S2，图像预处理；

S3，特征点提取及匹配；

S4，三维重建。

附图说明

图1为本发明中Bumblebee双目立体视觉系统的结构图。