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基于多视角三维点云融合的采棉机器人视觉感知方法
1
作者 刘坤 王晓 朱一帆 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期74-81,共8页
针对传统采棉机器人因单一视角和二维图像信息带来的视觉感知局限问题,本文提出了一种多视角三维点云配准方法,以增强采棉机器人实时三维视觉感知能力。采用4台固定位姿的Realsense D435型深度相机,从不同视角获取棉花点云数据。通过Apr... 针对传统采棉机器人因单一视角和二维图像信息带来的视觉感知局限问题,本文提出了一种多视角三维点云配准方法,以增强采棉机器人实时三维视觉感知能力。采用4台固定位姿的Realsense D435型深度相机,从不同视角获取棉花点云数据。通过AprilTags算法标定出深度相机RGB成像模块与Tag标签的相对位姿,并基于深度相机中RGB成像模块与立体成像模块坐标系间的转换关系,解算出各个相机间点云坐标的对应变换,进而实现点云间的融合配准。结果表明,本文配准方法的全局配准平均距离误差为0.93 cm,平均配准时间为0.025 s,表现出较高的配准精度和效率。同时,为满足采棉机器人感知的实时性要求,本文对算法中点云获取、背景滤波和融合配准等步骤进行了效率分析及优化,最终整体算法运行速度达到29.85 f/s,满足采棉机器人感知系统实时性需求。 展开更多
关键词 采棉机器人 视觉感知 三维点云 融合 AprilTags算法
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智能型采棉机器人中单机械手运动学建模与仿真 被引量：4
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作者 汪木兰 殷梅 +1 位作者 韦皆顶 费树岷 《农机化研究》 北大核心 2009年第5期55-59,共5页
针对我国采棉方式严重制约着采摘效率和收获成本的现状,提出了基于单机械手的智能型采棉机器人构想。根据D-H法则和机械手的结构参数,建立了单机械手的运动学模型,采用反变换法求解运动学逆问题,利用MATLAB仿真,验证了所建模型和所有连... 针对我国采棉方式严重制约着采摘效率和收获成本的现状,提出了基于单机械手的智能型采棉机器人构想。根据D-H法则和机械手的结构参数,建立了单机械手的运动学模型,采用反变换法求解运动学逆问题,利用MATLAB仿真,验证了所建模型和所有连杆参数的正确性,保证了机械手各关节的准确运动,实现了棉花的实时、高效采摘,并且可以在上述机械手运动学模型基础上开展轨迹规划和避障等技术研究。 展开更多
关键词 采棉机器人 单机械手 运动学
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基于神经网络的智能型采棉机器人开发与研究 被引量：3
3
作者 袁新芳 袁建宁 于滨 《农机化研究》 北大核心 2008年第2期88-91,共4页
棉花成熟度和空间位置的识别是智能型采棉机器人研究的关键技术。为此,运用彩色图像处理、神经网络理论以及机器人技术研究开发了采棉机器人样机。该样机具有学习功能,采摘时根据示教的成熟棉花与未成熟棉花的标准样本自动摘取成熟棉花... 棉花成熟度和空间位置的识别是智能型采棉机器人研究的关键技术。为此,运用彩色图像处理、神经网络理论以及机器人技术研究开发了采棉机器人样机。该样机具有学习功能,采摘时根据示教的成熟棉花与未成熟棉花的标准样本自动摘取成熟棉花。同时,提出了基于神经网络的棉花成熟度判别策略及棉花重心位置的提取方法。 展开更多
关键词 农业工程 采棉机器人 设计 神经网络 图像处理 成熟度
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图像处理技术在采棉机器人中的应用 被引量：3
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作者 张豪 郭辉 +2 位作者 韩长杰 张静 杨宛章 《农业工程》 2014年第5期35-38,共4页
图像处理技术的应用已从工业领域发展到了农业领域。综合我国棉花非结构化的种植模式以及棉花的特点,概述了图像处理及应用的基本过程,从图像处理的角度重点分析了目标物的识别与定位、导航路径的识别在采棉机器人中的重要性,并总结了... 图像处理技术的应用已从工业领域发展到了农业领域。综合我国棉花非结构化的种植模式以及棉花的特点,概述了图像处理及应用的基本过程,从图像处理的角度重点分析了目标物的识别与定位、导航路径的识别在采棉机器人中的重要性,并总结了图像处理在采棉机器人发展过程中的难点及关键技术。随着高新技术的快速发展,图像处理技术日益成熟,采棉机器人代替人类劳动的梦想一定能够实现。 展开更多
关键词 图像处理 采棉机器人 颜色空间 定位 导航
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智能型采棉机器人电气控制系统设计 被引量：1
5
作者 韦皆顶 费树岷 +1 位作者 汪木兰 袁建宁 《制造业自动化》 北大核心 2007年第11期35-39,共5页
针对基于视觉的棉花采摘技术,构建了智能型采棉机器人总体设计方案。其电气控制系统中运动控制子系统采用安川MP2100运动控制单元为核心,控制其中的四自由度机械手及X向导轨,具有良好的实时性和扩展性。机器视觉子系统采用SEED-VPM642... 针对基于视觉的棉花采摘技术,构建了智能型采棉机器人总体设计方案。其电气控制系统中运动控制子系统采用安川MP2100运动控制单元为核心,控制其中的四自由度机械手及X向导轨,具有良好的实时性和扩展性。机器视觉子系统采用SEED-VPM642开发平台为基础,配合3个CCD摄像头进行采集,能够实现高效率和高准确性的图像识别。各个接口模块之间通过PCI总线进行通信,由工控机统一协调处理,以实现高效采摘功能。 展开更多
关键词 采棉机器人 控制系统 机器视觉
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采棉机器人中棉花成熟度的识别 被引量：2
6
作者 刘坤 费树岷 汪木兰 《工业仪表与自动化装置》 2012年第6期3-5,9,共4页
为了提高采棉机器人中成熟棉桃的正确识别率,提出了基于Hu不变矩提取棉桃的形状特征,采用支持向量机分类器构造棉桃分类系统的方法。针对棉桃预处理图像提取Hu矩,将特征送入BP神经网络进行学习,用训练得到的模型对测试样本进行测试。实... 为了提高采棉机器人中成熟棉桃的正确识别率,提出了基于Hu不变矩提取棉桃的形状特征,采用支持向量机分类器构造棉桃分类系统的方法。针对棉桃预处理图像提取Hu矩,将特征送入BP神经网络进行学习,用训练得到的模型对测试样本进行测试。实验结果表明:该方法能快速识别成熟棉桃,且具有较高的识别率。因此对采棉机器人的实现具有重要意义。 展开更多
关键词 HU不变矩 BP神经网络 采棉机器人
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基于双目视觉的棉花三维重构技术 被引量：1
7
作者 柏月 汪木兰 +1 位作者 朱昊 刘坤 《机械设计与制造工程》 2017年第11期150-154,共5页
针对采棉机器人中的视觉系统,以双目立体视觉方法对棉花三维重构技术进行研究。通过CCD摄像头光学成像模型和张正友标定法对摄像机标定,采用分块平均边缘检测和噪声分类、中值滤波、直方图的PCNN分割方法对棉花图像进行预处理,运用SIFT... 针对采棉机器人中的视觉系统,以双目立体视觉方法对棉花三维重构技术进行研究。通过CCD摄像头光学成像模型和张正友标定法对摄像机标定,采用分块平均边缘检测和噪声分类、中值滤波、直方图的PCNN分割方法对棉花图像进行预处理,运用SIFT算法提取左右摄像机图像特征点并进行立体匹配,最后得到了棉花特征点的三维重构图。 展开更多
关键词 采棉机器人 双目视觉 图像分割 三维重构
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