[发明专利]基于全景立体视觉的采摘对象的识别、分类和空间定位装置及方法

权利要求书

1.一种基于全景立体视觉的采摘对象的识别、分类和空间定位装置，其特征在于：包括双目立体全景视觉传感器，用于对采摘对象的识别、分类和空间定位进行分析处理的微处理器，所述的双目立体全景视觉传感器与所述的微处理器进行连接；

所述的双目立体全景视觉传感器，包括两台具有相同参数的固定单视点的全方位视觉装置，全方位视觉装置简称ODVS，两台ODVS按照全方位的极线平面要求以垂直连接固定，并保证两个ODVS的主轴在同一直线上；

所述的微处理器包括：

视频图像读取单元，用于读取两个相同成像参数的ODVS的视频图像，并保存在指定的存储设备中，其输出与视频图像展开单元连接；

视频图像展开单元，用于对ODVS获取的原始视频图像进行图像预处理，图像预处理中首先对全方位图像进行展开，展开全景图保存在指定的存储单元中，其输出与采摘对象识别模块和比较标准特征参数抽取模块相连接；

采摘对象识别模块，用于根据采摘对象的颜色和外形特征对采摘机器人周围的展开全景图中的采摘对象进行识别，其输出与采摘对象分类模块和采摘点匹配单元相连接；

采摘对象分类模块，用于根据各种不同的采摘对象的分类标准指标库中相对应的采摘对象的分类标准对采摘对象进行分类分级，其输出与采摘对象分类控制模块相连接；各种不同的采摘对象的分类标准指标库以及采摘对象的特征库，用于存放各种不同的采摘对象的分类标准指标和颜色与外形特征值；

采摘点匹配单元，用于找出同一时刻两个不同视点的图像中同一采摘对象的中心点对应的两个像点，其输出与空间信息计算单元连接；

空间信息计算单元，用于计算空间上的采摘对象的中心点到立体视觉测量装置中心点的距离、方位角以及入射角，其输出与机械手空间位置计算单元连接；

机械手空间位置计算单元，用于计算机械手的采摘端的空间位置，其输出控制机械手的动作，完成采摘任务；

采摘对象分类控制模块，用于控制将分类分级后的采摘对象收集或分拣到相对应的采摘对象容器中。

2.如权利要求1所述的基于全景立体视觉的采摘对象的识别、分类和空间定位装置，其特征在于：所述的采摘对象识别模块中，通过被采摘对象的颜色特征进行识别，利用被采摘对象的颜色色差信息进行图像识别，针对每种不同的采摘对象通过实验研究，将能对某种采摘对象进行有效识别的特征值写入到各种不同的采摘对象的分类标准指标库以及采摘对象的特征库中，每一种采摘对象在各种不同的采摘对象的分类标准指标库以及采摘对象的特征库中都有其相对应的颜色或者外形特征的描述，所述的采摘对象识别模块根据某个规定的采摘对象的描述从ODVS获取的全景图像中检索出相似的对象，以实现采摘对象识别的目的。

3.如权利要求1或2所述的基于全景立体视觉的采摘对象的识别、分类和空间定位装置，其特征在于：所述的采摘对象分类模块，用于对识别出来的采摘对象进行分类分级，对所采收的采摘对象进行不同分级分仓归类，以减少后续的人工分拣分级的劳动；所述的采摘对象分类模块根据采摘对象的分类分级标准进行判断，本发明中主要是根据采摘对象的视觉特征进行分类；因此从某种程度上说所述的采摘对象分类模块是所述的采摘对象识别模块的升级；每种采摘对象的分类分级标准在视觉特征上都存在着相对应的描述表达；

所述的采摘对象分类模块，在采摘对象分类过程中，首先读取所述的各种不同的采摘对象的分类标准指标库以及采摘对象的特征库中相对应的采摘对象特征参数值或者指标值；接着采用数字图像处理方法计算每个被采摘对象的各项指标，分别取各指标的平均值作为参考形状的特征参数；然后对被采摘对象作相应的参数计算，并与所述的各种不同的采摘对象的分类标准指标库以及采摘对象的特征库中相对应的采摘对象特征参数值进行比较，其差值即为被采摘对象的识别特征参数；最后根据识别特征参数对采摘对象进行分类，分类的结果输出给采摘对象分类控制模块，采摘对象分类控制模块控制机械手将采摘对象收集或分拣到相对应的分类分级容器中；关于半径指标、曲率指标、连续性指标、半径指标的对称性、曲率指标的对称性和连续性指标的对称性的判断均采用数字图像处理和模式识别技术进行加工和处理。