基于双目立体视觉的机械手移栽穴盘定位方法

为了解决自动化机械手移栽过程中穴盘放置偏斜和底部局部＂凸起＂而引起的移栽效果不理想的问题,为机械手提供穴盘精准坐标,对穴盘准确定位方法进行研究。首先,根据机械手移栽特点提出穴盘定位总体方法及图像获取手段。其次,利用单目相机获取的图像采用像素标记法和Radon变换法计算穴盘中心坐标和角度,完成穴盘平面定位。再次,对双目相机获取的图像采用SIFT（scale invariant feature transform）特征匹配的算法获得匹配点对坐标,并提出区域整合匹配点的方法。最后,利用整合的区域双目匹配点坐标配合相机标定结果重建匹配点的三维世界坐标,并且与穴盘平面定位结果相结合完成穴盘空间位置重构。...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in农业工程学报 Vol. 32; no. 5; pp. 43 - 49
Main Author 王跃勇 于海业 刘媛媛
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 长春市农业机械研究院，长春 130052%吉林大学工程仿生教育部重点实验室，长春 130025 2016
吉林农业大学信息技术学院，长春 130118
吉林大学工程仿生教育部重点实验室，长春 130025
吉林大学生物与农业工程学院，长春 130022%吉林大学通信工程学院，长春 130012
Subjects
SIFT特征匹配
三维重构
农业机械
双目立体视觉
机械化
机械手移栽
移栽
穴盘定位
agricultural machinery
穴盘定位
三维重构
binocular stereo vision
three-dimensional reconstruct
机械手移栽
SIFT feature matching
移栽
机械化
plug location
SIFT特征匹配
双目立体视觉
mechanization
mechanical transplanting
农业机械
transplants
Online AccessGet full text
ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2016.05.006

Cover

More Information
Summary:为了解决自动化机械手移栽过程中穴盘放置偏斜和底部局部＂凸起＂而引起的移栽效果不理想的问题,为机械手提供穴盘精准坐标,对穴盘准确定位方法进行研究。首先,根据机械手移栽特点提出穴盘定位总体方法及图像获取手段。其次,利用单目相机获取的图像采用像素标记法和Radon变换法计算穴盘中心坐标和角度,完成穴盘平面定位。再次,对双目相机获取的图像采用SIFT（scale invariant feature transform）特征匹配的算法获得匹配点对坐标,并提出区域整合匹配点的方法。最后,利用整合的区域双目匹配点坐标配合相机标定结果重建匹配点的三维世界坐标,并且与穴盘平面定位结果相结合完成穴盘空间位置重构。试验结果表明,提出的穴盘定位方法能够真实地恢复穴盘空间姿态,中心像素横纵坐标相对误差分别在（-7,＋7）和（-6,＋7）像素内,角度检测值与实测值相对误差值在（-0.51°,＋0.53°）内,利用SIFT特征匹配算法匹配双目图像,在2×4区域内对8对整合匹配点进行三维世界坐标重建,其中7个坐标的三个维度与测量值相对误差在2 mm内,1个坐标与测量值相对误差为4.6 mm内。该方法所应用的算法成熟,可以满足机械手移栽实际应用处理要求。
Bibliography:agricultural machinery; mechanization; transplants; binocular stereo vision; SIFT feature matching; three-dimensional reconstruct; mechanical transplanting; plug location
11-2047/S
Wang Yueyong,Yu Haiye,Liu Yuanyuan （1. Key Laboratory of Bionic Engineering, Ministry of Education, Jilin University, Changchun 130025, China; 2. College of Biological and Agricultural Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China; 3. College of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China; 4. College of information technology, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China; 5. Changchun Agricultural Machinery Institute, Changchun 130052, China）
Considering mechanical vibration and other external factors, there are two main aspects influence the plug tray position in the process of mechanical transplanting seedlings from plug tray to nutrition bowl. One is that the plug tray is skew or the center point of it has a displacement when the plug tray was placed on the manipulation platform or the co
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2016.05.006