[发明专利]一种基于机器视觉的草莓采摘机器人

权利要求书

1.一种基于机器视觉的草莓采摘机器人，其特征在于：包括底座（1）、行走机构（2）、采摘机构、收集机构（26）、主控模块、视觉模块（23）、超声波模块（24）、电机及驱动模块（4）、传感器模块（3），

所述行走机构（2）固接于底座（1）下方，采摘机构固定于底座的中间偏前方，所述收集机构（26）设置于底座上方左侧位置与底座固接，

所述传感器模块（3）置于底座（1）下方边缘，用于检测地面情况，并将检测信息反馈给主控模块；

所述电机及驱动模块（4）置于底座下方且与行走机构固接，用于驱动行走机构；

所述视觉模块（23）垂直固定于底座（1）上方，采集草莓的图像；

所述超声波模块（24）与视觉模块（23）位于同一轴线上，用于检测机械臂到草莓的距离；

所述主控模块与视觉模块（23）、超声波模块（24）、电机及驱动模块（4）、传感器模块（3）相连，用于接收传感器模块（3）、视觉模块（23）、超声波模块（24）的数据信息并作出控制行走机构（2）、采摘机构动作的决策，其包括：

图像处理模块：用于对拍摄的图片进行背景分离，通过特征抽离获取草莓图像，以此判断草莓大小、成熟度、位置；

距离确定模块：用于结合图像处理模块获得的草莓位置，完成草莓的三维坐标定位；

决策模块：用于根据超声波模块测定的机械臂到草莓的距离，以及传感器模块检测的地面信息，控制电机及驱动模块的工作，使所述机器人移动到采摘位置；并根据草莓的三维坐标确定采摘顺序，并控制采摘机构按照采摘顺序进行草莓采摘；

所述图像处理模块，首先是对拍摄的图片进行背景分离，提取成熟草莓的色块，通过对色块的像素的大小的筛选，剔除采摘范围以外、小于设定大小的草莓，对采摘范围内的、大小符合设定大小标准的草莓色块进行统计；

当出现有多块符合标准的色块同时存在，则对多块色块分离部分进行外轮廓点的提取，提取各个色块的中心点坐标（X[i]，Y[i]）和半径R[i]以及倾斜角α[i]，并计算色块分离部分中心点距离和到草莓的距离D[i]，筛选D[i]最小值，计算切割点坐标，输出目标点空间坐标系，并输出传送给主控模块；

当仅有一个色块符合标准，提取测量分离部分的外轮廓点，提取中心点坐标和半径R以及倾斜角，计算切割点坐标，输出目标点空间坐标系，并输送给主控模块。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的草莓采摘机器人，其特征在于：图像分割方法为：选择图像中大于200像素点的红色色块，两个色块的间距大于10mm视为两个草莓，否则视为一个草莓。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的草莓采摘机器人，其特征在于：还包括与主控模块相连的WIFI模块，将所述机器人检测的状态信息与主控模块执行动作信息实时传输给用户终端。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的草莓采摘机器人，其特征在于：所述行走机构（2）采用4个麦克纳姆全向轮。