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采摘机械手对扰动荔枝的视觉定位被引量：82: 2012年; 为了解决采摘机器人在自然环境中对扰动状态荔枝的视觉精确定位问题,该文分析机械手采摘过程中荔枝产生扰动的因素,设计制造了模拟荔枝振动的试验平台,该试验平台通过改变方向、振频、振幅等振动条件来模拟采摘过程中的扰动环境;结合振动平台运动参数,提出了双目立体视觉系统采集扰动状态的荔枝图像方法,在HSI颜色空间中对预处理后荔枝图像利用模糊C均值聚类法(FCM,fuzzyC-means)分割荔枝果实和果梗,然后利用Hough变换算法进行直线拟合确定有效的果梗采摘区域和采摘点,对多帧图像中采摘点坐标取平均值,然后进行三维重建确定空间采摘点坐标。荔枝扰动状态的视觉定位试验结果表明,空间定位深度值误差小于6cm,荔枝采摘机械手能实现有效采摘,该研究为机械手实际作业提供指导。; 熊俊涛邹湘军陈丽娟蔡伟亮彭红星; 关键词：视觉图像识别采摘机械手

面向复杂背景环境目标的快速识别研究被引量：2: 2014年; 面向复杂背景环境的定位目标的快速识别是野外作业机器人的关键技术,以柑橘为例,研究了自然环境下基于彩色信息的目标定位的识别方法。首先,采用YCbCr颜色模型来分析柑橘彩色图像的颜色和灰度特征,并通过Otsu与FCM分割算法相结合对在不同光照条件下拍摄的彩色目标图像进行分割;然后,利用形态学数学和区域标记消除分割后产生的随机噪声;最后,用凸包算法提取果实形状特征,并通过凸包算法来判定是否为柑橘和是否可采。对500张彩色柑橘图像进行分割,结果表明采用Cr颜色分量和Otsu与FCM算法相结合有效地解决复杂自然光照下的分割问题;对963个柑橘进行了凸包算法识别试验,总体识别率达87.53%。凸包算法对遮挡图像也可进行高效识别,并能快速、准确地提取柑橘目标的质心坐标。; 吴定中邹湘军熊俊涛陈丽娟彭红星; 关键词：机器视觉柑橘

基于Retinex图像增强的不同光照条件下的成熟荔枝识别被引量：39: 2013年; 为了满足自然环境下荔枝采摘机器人视觉定位系统的有效性和实时性的要求,针对不同光照条件的荔枝彩色图像,采用基于双边滤波的Retinex图像增强算法凸显图像中的荔枝果实和果梗,对增强处理后的图像在HSI颜色空间中进行H分量旋转的处理,再对旋转处理后的H分量进行Otsu自动阈值分割去除荔枝图像果实和果梗外的复杂背景;然后通过将双三次插值算法和传统的模糊C均值(Fuzzy C-Mean)算法融合,对去背景后的荔枝图像在YCbCr颜色空间中进行Cr分量模糊聚类分割,实现荔枝果实和果梗的识别。荔枝图像的分割试验结果表明:该算法对晴天顺光、逆光、遮阴、阴天顺光等光照条件的荔枝图像能够有效地分割,对阴天弱光照、果实被遮阴条件下的荔枝也能较好的识别,并保持荔枝果实和果梗区域的完整性,4种光照条件荔枝图像分割正确率分别为96%、90%、89.3%和88.9%,成熟荔枝识别的正确率达到了90.9%,该研究为水果采摘机器人的室外作业的实时性和有效性提供指导。; 熊俊涛邹湘军王红军彭红星朱梦思林桂潮; 关键词：图像增强模糊聚类双三次插值

试验数据在线采集处理系统的开发被引量：1: 2010年; 为了探讨水果机械损伤与其干燥的关联变化影响,开发了微波干燥试验数据在线采集处理系统。系统由传感器、仪表、计算机和软件系统组成。软件系统采用VB与Matlab混合编程,并利用DLL动态链接库方法实现在VB中调用Matlab。该系统可以实时采集干燥室内的温度、物料的质量,并可对采集的数据实时处理、生成图形曲线,以实现干燥过程的动态监测。; 陈燕徐东风蔡伟亮; 关键词：数据采集处理 VB MATLAB DLL

荔枝采摘机械手果实识别与定位技术被引量：26: 2012年; 针对采摘机械手在自然环境下对荔枝的识别和精确定位问题进行研究.通过分析自然环境成熟荔枝的颜色特征,选取HSV颜色模型进行阀值分割,去除荔枝图像的复杂背景,并利用模糊C-均值聚类法(FCM)对图像中荔枝果实和果梗进行分割,试验结果表明:有效识别果实和果梗的正确率为93.3%.通过计算果实"质心"与果梗的距离最大值确定荔枝采摘点,利用基于色调空间的彩色图像匹配法和极限约束法进行果梗采摘点的立体匹配,实现了采摘点的空间定位,定位试验结果表明:定位坐标中深度值误差小于3 cm,深度值误差率小于5.64%,能满足实际作业中荔枝采摘机械手的定位精度要求.; 熊俊涛邹湘军陈丽娟彭红星吴定中; 关键词：采摘机械手机器视觉图像识别

荔枝鲜果挤压力学特性被引量：44: 2011年; 为减小荔枝在收获、储运过程中的机械损伤,给荔枝作业装备设计提供依据,试验测定了荔枝鲜果的几何特征,对其果实进行了不同加载条件的挤压试验,并对其果壳进行了拉伸试验。试验得到妃子笑、桂味2种荔枝鲜果在5种加载速率和2种压缩方向下的破裂力分别为76.46～112.90N和38.67～53.83N、破裂相对变形分别为27.93%～32.57%和18.87%～21.27%、弹性模量分别为2.52～4.69×105Pa和4.26～5.93×105Pa。试验表明,荔枝果实的抗挤压能力具有各向异性,其纵向大于横向;妃子笑的各向异性比桂味显著,且抗挤压能力大于桂味;试验范围内加载速率对果实的抗挤压能力影响不显著。荔枝果实可简化为果核呈长椭球体、厚度均匀薄壳球体,利用其简化结构及果壳强度各向异性对其挤压力学特性和裂壳特征的力学原理进行了分析。研究结果可为荔枝收获、加工和运输等提供理论依据。; 陈燕蔡伟亮邹湘军向和平; 关键词：力学特性

荔枝的力学特性测试及其有限元分析被引量：51: 2011年; 为减小荔枝在收获、储运过程中的机械损伤,对荔枝的宏观和微观力学特性进行了研究。试验测定得到荔枝各部分的弹性模量;通过压缩试验,测得荔枝整果垂直受压的力学参数大于水平,垂直与水平受压的破裂力、弹性模量和破裂相对变形分别为101.69N和81.25N、0.37MPa和0.27MPa、30.33%和28.86%,并观察得到荔枝受压的裂壳特征。运用有限元法建立荔枝压缩力学模型,比较荔枝垂直和水平受压的试验值和仿真值,二者比较一致,其相关系数均达到0.999以上;研究荔枝在压载作用下的应力分布规律,分析其垂直与水平受压的抗挤压能力和裂壳特征,验证仿真数值解的可行性。试验结果表明:荔枝的抗挤压能力具有各向异性,相同压力下,垂直方向所能承受的压力和变形均大于水平方向;受压时在果壳拉应力作用下发生破裂,裂纹沿外力方向延伸,且出现的截面与压缩方向一致;采用所建立的荔枝有限元模型可以分析研究荔枝的微观力学性质。研究结果可为荔枝作业装备的设计以及预测和减少其机械损伤提供依据和帮助。; 陈燕蔡伟亮邹湘军向和平刘天湖徐凤英; 关键词：力学特性有限元方法弹性模量荔枝

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广东省自然科学基金(9251064201000009)