[发明专利]一种智能化程度高的机器人

权利要求书

1.一种智能化程度高的机器人，其特征在于，包括环境感知装置、运动装置、识别装置、采摘装置和传输装置，所述环境感知装置用于对种植区域的障碍物进行检测，所述运动装置用于机器人对障碍物进行躲避，在种植区域内自由移动，所述识别装置用于对种植区域内树冠苹果进行识别，所述采摘装置用于对树冠苹果进行采摘，所述传输装置用于将采摘的苹果从树冠运输到地面。

2.根据权利要求1所述的智能化程度高的机器人，其特征在于，所述环境感知装置用于对种植区域的障碍物进行检测，具体为：

采集种植区域的环境图像，将种植区域的图像转换到Lab色彩空间，根据Lab色彩空间中红绿分量a对障碍物进行检测，设定检测阈值Y，Y∈[-20,-25]，若像素点红绿分量a＜Y，则将其作为背景部分，若像素点红绿分量a≥Y，则将其作为障碍物。

3.根据权利要求2所述的智能化程度高的机器人，其特征在于，所述识别装置包括采集模块、检测模块、分割模块、滤波模块、特征提取模块和识别模块，所述采集模块用于采集树冠苹果图像，所述检测模块用于将树冠苹果图像转换到Lab色彩空间，对苹果进行检测，所述分割模块用于对转换后的树冠苹果图像进行分割，所述滤波模块用于对分割后的图像进行滤波处理，所述特征提取模块用于根据滤波处理后的图像对苹果的特征进行提取，所述识别模块根据特征对苹果进行识别。

4.根据权利要求3所述的智能化程度高的机器人，其特征在于，所述检测模块用于将树冠苹果图像转换到Lab色彩空间，对苹果进行检测，具体为：

根据Lab色彩空间中红绿分量a对苹果进行检测，设定检测阈值T，T∈[-5,-6.5]，若像素点红绿分量a＜T，则将其作为背景部分，若像素点红绿分量a≥T，则将其作为可采摘苹果。

5.根据权利要求4所述的智能化程度高的机器人，其特征在于，所述分割模块包括灰度化模块和阈值分割模块，所述灰度化模块用于将Lab色彩空间中红绿分量图像转化为灰度图像，所述阈值分割模块用于对灰度图像进行阈值分割，从复杂的背景中分割出苹果。

6.根据权利要求5所述的智能化程度高的机器人，其特征在于，所述阈值分割模块包括第一分割模块、第二分割模块和融合分割模块，所述第一分割模块用于获取第一目标区域，所述第二分割模块用于获取第二目标区域，所述融合分割模块用于根据第一目标区域和第二目标区域确定目标。

7.根据权利要求6所述的智能化程度高的机器人，其特征在于，所述第一分割模块用于获取第一目标区域，具体为：

设大小为M×N的灰度图像W，灰度级数为L，像素点(m,n)的灰度值为h(m,n)，m∈{1,2,…,M}，n∈{1,2,…,N}，0≤h(m,n)≤L-1，采用下式确定图像的第一分割函数：

上述式子中，D_W表示图像的第一分割函数，i＝h(m,n)，p_i表示灰度值为h(m,n)的像素占图像中总像素数量的个数，t表示第一分割阈值；

最大化第一分割函数，得到最佳第一分割阈值t′：

将大于最佳第一分割阈值的像素点作为第一目标区域，小于最佳第一分割阈值的像素点作为背景。

8.根据权利要求7所述的智能化程度高的机器人，其特征在于，所述第二分割模块用于获取第二目标区域，具体为：

计算以像素点(m,n)为中心的5×5邻域的平均灰度值k(m,n)，0≤k(m,n)≤L-1，采用下式确定图像的第二分割函数：

上述式子中，E_W表示图像的第二分割函数，j＝k(m,n)，p(i,j)表示图像中像素灰度值为i且像素点5×5邻域的平均灰度值为j的像素点的个数占图像总像素点的比例，(r,s)表示第二分割阈值；

最大化第二分割函数，得到最佳第二分割阈值(r′,s′)：

将大于最佳第二分割阈值的像素点作为第二目标区域，小于最佳第二分割阈值的像素点作为背景。

9.根据权利要求8所述的智能化程度高的机器人，其特征在于，所述融合分割模块用于根据第一目标区域和第二目标区域确定目标，具体为：将第一目标区域和第二目标区域的重合部分作为目标，即树冠苹果。