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摘要
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 采摘机器人的特点及发展现状
1.2.1 采摘机器人的特点
1.2.2 国外研究成果及现状
1.2.3 国内研究成果及现状
1.3 课题主要研究内容
第2章 苹果采摘机器人系统设计
2.1 视觉系统
2.1.1 视觉传感器
2.1.2 图像坐标变换
2.2 感知系统
2.2.1 位置感知
2.2.2 压力感知
2.2.3 碰撞感知
2.3 交流伺服系统
2.3.1 位置控制模式
2.3.2 速度控制模式
2.3.3 主从通信方式
2.4 控制系统
2.4.1 主控计算机
2.4.2 主控软件
2.5 本章小结
第3章 苹果图像采集与颜色特征分析
3.1 图像采集
3.1.1 静态图像采集
3.1.2 动态图像采集
3.2 颜色空间
3.2.1 RGB颜色空间
3.2.2 XYZ颜色空间
3.2.3 Lab颜色空间
3.2.4 HIS颜色空间
3.2.5 I1I2I3颜色空间
3.3 果实颜色特征
3.4 本章小结
第4章 苹果采摘机器人静态果实识别研究
4.1 图像分割
4.1.1 固定阈值分割
4.1.2 动态阈值分割
4.1.3 聚类分割
4.2 图像完善及噪声去除
4.3 果实识别
4.3.1 果实轮廓模型
4.3.2 果实边缘检测
4.3.3 果实边缘细化
4.3.4 果实边缘连接
4.3.5 重叠果实分离
4.3.6 遮挡果实修复
4.3.7 果实识别算法
4.3.8 试验
4.4 快速跟踪识别方法
4.4.1 目标果实确定
4.4.2 识别区域提取
4.4.3 模板匹配识别
4.4.4 试验
4.5 本章小结
第5章 苹果采摘机器人动态果实识别及采摘方法研究
5.1 果实状态判别
5.1.1 运动目标检测
5.1.2 状态判别
5.1.3 试验
5.2 动态果实识别
5.2.1 动态区域标识
5.2.1 抗旋转匹配识别
5.2.3 试验
5.3 动态果实采摘
5.3.1 振荡周期计算
5.3.2 单目视觉测距
5.3.3 果实采摘方法
5.3.4 试验
5.4 本章小结
第6章 苹果采摘机器人障碍感知识别研究
6.1 图像剥离分割
6.2 图像修补及特征提取
6.2.1 图像修补
6.2.2 中轴线提取
6.3 障碍定位
6.3.1 基于双目视觉的树干定位
6.3.2 基于单目视觉的树枝定位
6.4 试验
6.5 本章小结
第7章 苹果采摘机器人避障控制研究
7.1 目标搜索避障
7.2 目标采摘避障
7.2.1 机械手运动学模型的建立
7.2.2 机械手Matlab运动学仿真
7.2.3 基于C空间的障碍建模
7.2.4 C空间障碍信息描述
7.2.5 避障路径搜索
7.2.6 避障路径细化
7.2.7 避障路径平滑
7.2.8 试验
7.3 本章小结
第8章 总结与展望
8.1 总结
8.2 论文主要创新点
8.3 研究展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间的主要成果