基于集成设计的果蔬精准采摘实现方法研究

针对非结构化环境下传统定焦距双目视觉系统难以伺服采摘机构实现精准采摘果蔬的定位要求和采摘时的机械损伤问题，本研究首次利用变焦距双目视觉伺服融合力反馈控制的方法，从机械系统集成设计的多领域知识融合角度，探讨果蔬精准采摘实现的集成化方法。研究基于变焦距双目视觉系统快速定位果实的测量模型，提出基于改进霍夫变换的直线类障碍物提取方法。综合考虑视觉定位与机械定位关联的误差影响，将摄像机模型与机械手动力学系统联合建立伺服模型,分析摄像机参数变化、标定误差和视觉定位误差对伺服系统的影响规律，将障碍物空间信息作为避障约束，利用视觉伺服模型和最优控制理论设计能融合视觉系统误差的鲁棒最优控制算法。建立采摘机构的接触力学模型，研究采摘机构的主动柔顺力位控制方法，提出任务分解的运动控制策略实现动态环境下的果蔬精准采摘。本项目的研究成果将为我国果蔬自动化采摘系统集成设计提供理论基础和技术支撑。