本发明专利技术公开了一种黄瓜采摘机器人双目视觉信息获取装置，其包括：固定于机器人本体的Ｕ型支撑杆，通过光源连接件对称固定于所述支撑杆两臂的光源，通过摄像机连接件对称固定于所述支撑杆两臂的摄像机，每只臂上的光源位于该臂摄像机下方一定距离处。本发明专利技术通过调整摄像机、光源位置、姿态，适应采摘目标不同高度和距离的多种工况，同时光源和摄像机的合理布置，保证了摄像机视场光照均匀，为黄瓜采摘机器人目标的视觉识别和定位降低了难度，同时提高了机器人目标识别的精度和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器视觉领域，特别是涉及一种黄瓜采摘机器人双目视觉信息获取装置。
技术介绍
果实采摘机器人工作于复杂环境中，由于受到太阳光、茎、叶等非结构因素干扰， 识别和定位采摘目标非常困难。由于生物内部成份和含量差异，其具有不同的光谱反射特 性，通过机器视觉对物体反射光谱进行成像可以得到目标各自不同的特征表现，从而在一 定程度上降低图像处理难度，提高检测精度。为了准确获取完整的采摘目标信息，增加机器 人感知系统对环境的适应能力，采用光谱分析和机器视觉相结合的信息获取技术正在成为 研究热点。目前采摘机器人主要针对采摘果实与背景具有明显色彩差异的情况，基于可见光 波段光谱信息进行目标提取。对于其他果实与背景色系相近的情况，研究多光谱采摘目标 信息提取方式具有重要意义。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是针对采摘果实与背景色系相近的情况，利用果实采摘 机器人准确完整地获取采摘目标信息。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，提供一种依照本专利技术实施方式的一种黄瓜采摘机器人双目 视觉信息获取装置，其包括固定于机器人本体的U型支撑杆，通过光源连接件对称固定于 所述支撑杆两臂的光源，通过摄像机连接件对称固定于所述支撑杆两臂的摄像机，每只臂 上的光源位于该臂摄像机下方一定距离处。优选地，所述光源连接件包括光源支撑板和位于所述光源支撑板上的光源底座， 所述光源支撑板与所述支撑杆通过螺栓连接，所述光源底座用于承载光源，所述光源支撑 板上设有弧形槽，所述光源底座沿该弧形槽为可旋转。优选地，所述摄像机连接件包括摄像机支撑板和位于所述摄像机支撑板上的摄像 机底座，所述摄像机支撑板与所述支撑杆通过螺栓连接，所述摄像机底座用于承载摄像机， 所述摄像机支撑板上设有横槽，所述摄像机底座沿该横槽移动以调整两摄像机之间的距罔。优选地，所述摄像机底座上设有弧形槽，摄像机沿所述弧形槽移动以调整两摄像 机的光轴夹角。优选地，所述支撑杆的两臂具有位于不同高度的若干螺孔以调整摄像机和/或光 源的高度。优选地，所述摄像机为UM-301标准模拟黑白摄像头。优选地，所述摄像机镜头加装中心波长为850nm、宽度为30nm的近红外滤光片。优选地，所述光源选用珠江P. L83型DC24V卤素灯。(三)有益效果本专利技术通过调整摄像机、光源位置、姿态，适应采摘目标不同高度和距离的多种工 况，同时光源和摄像机的合理布置，保证了摄像机视场光照均勻，为黄瓜采摘机器人目标的 视觉识别和定位降低了难度，同时提高了机器人目标识别的精度和可靠性。附图说明图1是本专利技术实施例的黄瓜采摘机器人双目视觉信息获取装置结构示意图；图2是本专利技术实施例的黄瓜采摘机器人双目视觉信息获取装置的光源连接件结 构示意图；图3是本专利技术实施例的黄瓜采摘机器人双目视觉信息获取装置的光源连接件结 构示意图。其中，1 摄像机；2 摄像机连接件；3 光源；4 光源连接件；5 支撑杆；6 光源支 撑板；7 光源底座；8 光源支撑板上的弧形槽；9 摄像机支撑板；10 摄像机底座；11 横 槽；12 摄像机底座上的弧形槽。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种黄瓜采摘机器人双目视觉信息获取装置， 其包括固定于机器人本体的U型支撑杆5，通过光源连接件4对称固定于所述支撑杆5两 臂的光源3，通过摄像机连接件2对称固定于所述支撑杆5两臂的摄像机1，每只臂上的光 源3位于该臂摄像机5下方一定距离处。所述支撑杆5的两臂具有位于不同高度的若干螺 孔以调整摄像机1和/或光源3的高度，使得摄像机1的视场能够适应采摘目标分布高度， 同时合理调整光源3与摄像机1的距离，可以保证光源3能够充分照亮摄像机1。如图2所示，所述光源连接件4包括光源支撑板6和位于所述光源支撑板6上的 光源底座7，所述光源支撑板6与所述支撑杆5通过螺栓连接，所述光源底座7用于承载光 源3，所述光源支撑板6上设有弧形槽8，所述光源底座7沿该弧形槽8为可旋转，以此调整 光源照射方向角度，保证摄像机公共视场内光强均勻、充分。如图3所示，所述摄像机连接件2包括摄像机支撑板9和位于所述摄像机支撑板 9上的摄像机底座10，所述摄像机支撑板9与所述支撑杆5通过螺栓连接，所述摄像机底座 10用于承载摄像机1，所述摄像机支撑板9上设有横槽11，所述摄像机底座10沿该横槽11 移动以调整两摄像机1之间的距离。所述摄像机底座10上设有弧形槽12，摄像机沿所述弧 形槽12绕一个固定螺钉旋转移动以调整两摄像机1的光轴夹角。摄像机1的位姿在一定 范围可调，从而可以保证两摄像机公共视场随不同工况下视距的改变而改变。研究表明，在近红外波段的760nm 900nm范围内黄瓜呈强反射，其反射率比叶片高出30%，且该区域各反射率几乎保持不变。本专利技术选用美国UNIQ公司UM-301标准模拟 黑白摄像头，该摄像机在近红外波段比普通摄像机敏感4倍。同时在摄像机镜头加装中心波长为850nm，带宽为30nm的近红外滤光片光，滤除杂光，保证所需反射光谱中近红外波段 在摄像机感光元件成像。由于在温室环境下自然光线中所需近红外光波强度有限，为使目 标能够通过摄像机清晰成像，因此需要选用合适辅助光源，提高目标反射光谱强度。本专利技术 选用珠江P. L83型DC24V，300W卤素灯。基于视觉黄瓜采摘机器人目标识别定位系统需要通过系统参数标定，确定最佳系统结构参数。根据采摘工况中黄瓜分布高度范围、摄像机视距等因素，确定摄像机选用镜头 焦距；使得保证采摘精度前提下，调整两摄像机光轴夹角使得公共视场达到最大；综合调 整摄像机光圈、光源强度、照射角度使得摄像机视场光照均勻，同时所需近红外波段光强充 足，有利于目标与背景分割。本专利技术针对采摘目标距地面高度70-120cm的分布范围、视距60-80cm，确定摄像 机距地面高度105cm，两摄像机光轴夹角25°，光源距摄像机下方10cm。由以上实施例可以看出，本专利技术实施例通过采用本专利技术针对黄瓜与其背景茎叶的 光谱反射特性，及黄瓜果实目标分布特征，通过选择合适的光源和摄像机型号参数，对其进 行合理安装布置，构建了采摘目标检测识别装置。本专利技术通过调整摄像机、光源位置、姿态， 适应采摘目标不同高度和距离的多种工况，同时光源和摄像机的合理布置，保证了摄像机 视场光照均勻，为黄瓜采摘机器人目标的视觉识别和定位的处理算法降低了难度，同时提 高了机器人目标识别的精度和可靠性。该装置结构简单，容易安装、调整；低成本，加工方 便；具有较好通用性，可以满足其他双目视觉信息获取需求。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人 员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型 也应视为本专利技术的保护范围。权利要求一种黄瓜采摘机器人双目视觉信息获取装置，其特征在于，所述信息获取装置包括固定于机器人本体的U型支撑杆，通过光源连接件对称固定于所述支撑杆两臂的光源，通过摄像机连接件对称固定于所述支撑杆两臂的摄像机，每只臂上的光源位于该臂摄像机下方一定距离处。2.如权利要求1所述的黄瓜采摘机器人双目视觉信息本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种黄瓜采摘机器人双目视觉信息获取装置，其特征在于，所述信息获取装置包括：固定于机器人本体的Ｕ型支撑杆，通过光源连接件对称固定于所述支撑杆两臂的光源，通过摄像机连接件对称固定于所述支撑杆两臂的摄像机，每只臂上的光源位于该臂摄像机下方一定距离处。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，袁挺，冯青春，张春龙，张俊雄，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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