一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法，包括以下步骤：机器人远距离对树上的车厘子进行预定位，规划行进路线；机器人根据规划路线行进，近距离对车厘子进行筛选和精准定位；确定要进行采摘的车厘子果梗的裁剪点；机器人根据裁剪点对车厘子进行采摘和放置；对采摘好的车厘子进行分拣。本发明专利技术的在机器人到达作业范围之前，先对树上的车厘子分布进行预定位，可以指导机器人运动到采摘位置，提高机器人的采摘效率；本发明专利技术对车厘子的果实和果梗进行精准定位，确定剪裁点后机器人对车厘子进行采摘并完成分拣，基于机器视觉和机器人完成采摘和分拣，无需人工参与，实现了采摘分拣的全程自动化，提高采摘效率。提高采摘效率。提高采摘效率。

A method of picking and sorting cherts based on machine vision

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法


[0001]本专利技术涉及车厘子采摘
，尤其是指一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法。

技术介绍

[0002]车厘子，也称大樱桃，是一种蔷薇科、李属植物，我国北方落叶果树中继中国樱桃之后果实成熟最早的果树树种。中医药学认为，大樱桃具有调中补气，祛风湿的功能。农业专家称，积极发展大樱桃生产，有着广阔的前景。我国车厘子产量为3500万kg，人均只有29g，相当于每人有大车厘子3个或中车厘子15
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17个。可见车厘子具有广阔的市场前景。
[0003]目前，车厘子大都依靠人工进行采摘，自动化程度低，很少有针对车厘子的采摘方法，究其原因是机器识别能力有限，无法做到精准的定位和采摘，但近年来随着以机器视觉为主的定位技术的发展，使得以机器人采摘车厘子成为可能。现有技术一般都是针对车厘子分类和保存所进行的专利技术创造，例如，一种在中国专利文献上公开的“一种车厘子采摘车”，其公告号CN208338317U，该装置包括进料斗、筛分道、筛分滑板、清洗弯道、洒水机构、刷洗道、冷藏储柜、行车，进料斗与筛分道连接，筛分道一侧通过两个带有筛分条孔的筛分滑板与清洗弯道连通，清洗弯道分为三段，筛分道下端与第三段清洗弯道，每段清洗弯道上均设置有洒水机构，三段清洗弯道底部分别与三个刷洗道连通，刷洗道下端与冷藏储柜连接；该车厘子采摘车集筛分、清洗、冷藏保鲜功能于一体，虽然具有可以保证车厘子在采摘的过程中不会发生萎蔫、腐烂等情况，而且在采摘过程中就同时完成了筛分、清洗工作，大大提高了工作效率等优点，但并没有解决采摘过程需要人工进行采摘，自动化程度低的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了克服现有技术的车厘子需要人工进行采摘，自动化程度低的问题，提供一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法，包括以下步骤：S1：机器人远距离对树上的车厘子进行预定位，规划行进路线；S2：机器人根据规划路线行进，近距离对车厘子进行筛选和精准定位；S3：确定要进行采摘的车厘子果梗的裁剪点；S4：机器人根据裁剪点对车厘子进行采摘和放置；S5：对采摘好的车厘子进行分拣。本专利技术的一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法，在机器人到达作业范围之前，先对树上的车厘子分布进行预定位，可以指导机器人运动到采摘位置，然后再进行精准定位，提高机器人的采摘效率；本专利技术对车厘子的果实和果梗进行精准定位，确定剪裁点后机器人对车厘子进行采摘并完成分拣，基于机器视觉和机器人完成采摘和分拣，无需人工参与，实现了采摘分拣的全程自动化，提高采摘效率。
[0007]作为本专利技术的优选方案，所述S1中预定位具体包括以下步骤：A1：使用圆点标定板
对机器人双目视觉系统进行标定，进行图像采集；A2：对双目图像进行目标检测，对车厘子进行标定；A3：根据三角测量原理计算各个标定的车厘子的三维空间坐标。本专利技术先对树上的车厘子分布进行预定位，在机器人进行采摘作业之前得到树上的车厘子分布，得到车厘子分布的模糊坐标，机器人根据车厘子分布的模糊坐标设计采摘顺序，指导机器人运动到采摘位置，可以有效提高机器人的采摘效率。
[0008]作为本专利技术的优选方案，所述S2中对车厘子进行筛选具体为：根据颜色对车厘子的成熟程度进行等级划分，分成若干个成熟度等级，对标定的不成熟的车厘子进行剔除，保留已成熟的车厘子。本专利技术根据车厘子的颜色判断车厘子是否成熟，只针对已经成熟的车厘子进行采摘，将不成熟的车厘子提出，留待以后进行采摘。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述S2中精准定位具体包括以下步骤：B1：对机器人双目视觉系统进行标定，进行图像采集；B2：对图像进行校正和预处理，根据识别模型识别车厘子的果实区和果梗区；B3：计算车厘子的果实质心点。本专利技术对车厘子的果实和果梗进行精准定位，计算果实和果梗的质心点，果实的质心点有助于对果实的接取，果梗的质心点用于确定剪裁点，机器人对剪裁点进行裁剪完成对车厘子果实的采摘。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述S3具体为：根据B2中识别的果梗区计算果梗的质心点，过果梗的质心点作与大地平行的直线，根据直线与果梗区的两个交点确定剪裁点。本专利技术通过果梗的质心点确定剪裁点，防止机器人在摘取车厘子时对果实造成破坏。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述S5具体包括以下步骤：C1：对机器人双目视觉系统进行标定，进行图像采集；C2：对车厘子进行定位，得到车厘子的位置坐标；C3：根据车厘子果实的大小对车厘子进行等级划分，分成若干大小等级；根据大小等级和成熟度等级生成若干组分类指标；C4：对图像进行分析，得到车厘子的大小和颜色数据，根据数据对车厘子进行分拣。本专利技术在完成车厘子的采摘后，基于机器视觉技术，根据车厘子的大小、成熟程度对车厘子进行分拣，省去了后续依靠人工分拣的原始方式，提高效率，节省大量的人力物力。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述A1中的双目视觉系统、B1中的双目视觉系统和C1中的双目视觉系统是分开且独立的。本专利技术的3套双目视觉系统是分开且独立的，可以同时运作，即车厘子的预定位、精准定位、车厘子采摘和分拣可以同时进行，提高工作效率。
[0013]因此，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法，在机器人到达作业范围之前，先对树上的车厘子分布进行预定位，可以指导机器人运动到采摘位置，然后再进行精准定位，提高机器人的采摘效率；本专利技术对车厘子的果实和果梗进行精准定位，确定剪裁点后机器人对车厘子进行采摘并完成分拣，基于机器视觉和机器人完成采摘和分拣，无需人工参与，实现了采摘分拣的全程自动化，提高采摘效率。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的整体方法流程图；
[0015]图2是本专利技术的预定位的方法流程图；
[0016]图3是本专利技术的精准定位方法流程图；
[0017]图4是本专利技术的分拣方法流程图；
[0018]图5是本专利技术实施例中的视觉系统数学模型示意图；
[0019]图6是本专利技术实施例中的目标点P在XOY平面的投影示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图与具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。
[0021]如图1
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4所示，一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法，包括以下步骤：S1：机器人远距离对树上的车厘子进行预定位，规划行进路线；预定位具体包括以下步骤：A1：使用圆点标定板对机器人双目视觉系统进行标定，进行图像采集；A2：对双目图像进行目标检测，对车厘子进行标定；A3：根据三角测量原理计算各个标定的车厘子的三维空间坐标。S2：机器人根据规划路线行进，近距离对车厘子进行筛选和精准定位；对车厘子进行筛选具体为：根据颜色对车厘子的成熟程度进行等级划分，分成若干个成熟度等级，对标定的不成熟的车厘子进行剔除，保留已成熟的车厘子；精准定位具体包括以下步骤：B1：对机器人双目视觉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法，其特征是，包括以下步骤：S1：机器人远距离对树上的车厘子进行预定位，规划行进路线；S2：机器人根据规划路线行进，近距离对车厘子进行筛选和精准定位；S3：确定要进行采摘的车厘子果梗的裁剪点；S4：机器人根据裁剪点对车厘子进行采摘和放置；S5：对采摘好的车厘子进行分拣。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法，其特征是，所述S1中预定位具体包括以下步骤：A1：使用圆点标定板对机器人双目视觉系统进行标定，进行图像采集；A2：对双目图像进行目标检测，对车厘子进行标定；A3：根据三角测量原理计算各个标定的车厘子的三维空间坐标。3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法，其特征是，所述S2中对车厘子进行筛选具体为：根据颜色对车厘子的成熟程度进行等级划分，分成若干个成熟度等级，对标定的不成熟的车厘子进行剔除，保留已成熟的车厘子。4.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的车厘子采摘分拣方法，其特征是，所述S2中精准定位具体包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小冬，余正生，宫兆喆，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：