[发明专利]一种基于双目视觉的油茶果采摘系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的油茶果采摘系统，其特征在于，包括工作平台(5)、履带式移动装置(6)、采摘执行机构(1)、机械臂(2)、双目视觉装置(3)和控制装置(4)，

所述工作平台(5)为中空腔体结构，所述履带式移动装置(6)设置在所述工作平台(5)的底部，所述机械臂(2)设置在所述工作平台(5)上表面的中心处，所述采摘执行机构(1)设置在所述机械臂(2)的顶端，所述双目视觉装置(3)设置在所述工作平台(5)上表面，所述控制装置(4)设置在所述工作平台(5)的中空腔体结构内，所述双目视觉装置(3)与所述控制装置(4)电连接，所述控制装置(4)分别与所述采摘执行机构(1)和所述履带式移动装置(6)电连接；

所述控制装置(4)用于根据预先规划的行径路线生成行走指令，所述行走指令用于驱动所述履带式移动装置(6)前进至采摘目的地；

所述双目视觉装置(3)用于采集采摘目的地预设范围内油茶果图像，并根据所述油茶果图像确定油茶果的采摘信息；

所述控制装置(4)还用于根据所述采摘信息生成采摘指令，将所述采摘指令分别发送至所述采摘执行机构(1)和所述机械臂(2)中，所述采摘指令用于驱动所述采摘执行机构(1)和所述机械臂(2)进行油茶果采摘。

2.根据权利要求1所述的油茶果采摘系统，其特征在于，所述双目视觉装置(3)包括摄像机和视觉图像处理器，所述摄像机设有两个，两个所述摄像机设置在所述工作平台(5)的上表面上且分别位于所述机械臂(2)的两侧；

所述摄像机，用于采集所述预设范围内油茶果图像；

所述视觉图像处理器，用于对所述油茶果图像进行预处理，得到预处理油茶果图像，并从所述预处理油茶果图像中识别出多个油茶果轮廓,对所述多个油茶果轮廓分别进行三维定位处理，得到多个油茶果轮廓对应的三维定位信息，并对得到的多个三维定位信息进行计算，得到采摘信息,将所述采摘信息发送至所述控制装置(4)中。

3.根据权利要求2所述的油茶果采摘系统，其特征在于，所述视觉图像处理器包括：

图像预处理单元，用于对所述油茶果图像进行图像滤波处理，对经图像滤波处理的油茶果图像进行亮度直方图均衡化处理，并对经均衡化处理的油茶果图像进行二值化处理，并对经二值化处理的油茶果图像进行腐蚀膨胀处理，得到预处理油茶果图像；

三维定位单元，用于对所述预处理油茶果图像进行特征提取，识别出多个油茶果轮廓，分别对所述多个油茶果轮廓进行立体匹配处理，对经立体匹配处理的多个油茶果轮廓分别进行三维重建处理，得到多个三维定位信息；

采摘点重心计算单元，用于对所述多个三维定位信息分别进行极坐标变换处理，得到多个极坐标数据，并分别对所述多个极坐标数据进行距离变换处理，得到多个距离值数据，并分别对所述多个距离值数据进行线性拟合，得到多组果实采摘位置信息及姿态角信息；

果实数目确定单元，用于根据所述多个果实采摘位置信息确定采摘果实数目；

发送单元，用于将所述多组果实采摘位置信息及姿态角信息和所述采摘果实数目作为所述采摘信息发送至所述控制装置(4)中。

4.根据权利要求3所述的油茶果采摘系统，其特征在于，所述控制装置(4)包括：

路径规划单元，用于根据预先规划的行径路线生成行走指令，所述行走指令用于驱动所述履带式移动装置(6)前进至采摘目的地；

控制处理单元，用于当到达所述采摘目的地时，向所述双目视觉装置(3)发送采集指令，所述采集指令用于驱动所述双目视觉装置(3)采集所述采摘目的地预设范围内油茶果图像；

还用于当接收到所述双目视觉装置(3)发送的所述多组果实采摘位置信息及姿态角信息和所述采摘果实数目时，根据所述采摘果实数目对所述多组果实采摘位置信息及姿态角信息进行顺序标号处理，并根据经标号的各组果实采摘位置信息及姿态角信息得到机械臂采摘指令和采摘执行机构采摘指令，并根据标号顺序向所述机械臂(2)发送所述机械臂采摘指令以及向所述采摘执行机构(1)发送所述采摘执行机构采摘指令，所述机械臂采摘指令用于驱动所述机械臂(2)运动，所述采摘执行机构采摘指令用于驱动所述采摘执行机构(1)执行采摘动作。