專利名稱：一種基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的梧桐樹懸鈴清理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城市馬路清潔衛(wèi)生裝置。
背景技術(shù)：
在題為《一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)車載梧桐樹懸鈴剪球機(jī)》發(fā)明專利申請201110385296X中，提出了一種冬季通過人工手動操作剪除梧桐樹懸鈴(懸掛的球形種子)的裝置，這種裝置包括一個(gè)觀測-剪切操作平臺、立體圖像顯示器與剪切機(jī)位置控制器，觀測-剪切操作平臺上具有兩個(gè)相隔特定距離且位置在平臺固定的攝像頭，以及位置可以三維移動的懸鈴剪切機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。操作員根據(jù)立體圖像顯示器(兩個(gè)獨(dú)立圖像播放器對兩眼分別播放從兩個(gè)攝像頭所獲得的圖像)，通過搖桿操縱安裝在液壓機(jī)構(gòu)控制懸臂的旋轉(zhuǎn)剪切機(jī)動作，實(shí)現(xiàn)冬季懸鈴的剪切工作。此方案的優(yōu)點(diǎn)是操縱系統(tǒng)直觀簡單而且遠(yuǎn)比高壓水流沖刷有效，但是上述方法問題非常突出，勞動強(qiáng)度大，效率不夠高。應(yīng)當(dāng)引入計(jì)算機(jī)視覺識別與控制系統(tǒng)，以求改善勞動條件，提高工作效率。20世紀(jì)70年代后期，當(dāng)計(jì)算機(jī)的性能提高到足以處理諸如圖像這樣的大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算機(jī)視覺已經(jīng)得到充分關(guān)注和發(fā)展。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)視覺的應(yīng)用已經(jīng)在多個(gè)方向是得到開展。經(jīng)過數(shù)十年的研究與開發(fā)，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)雖然還沒有達(dá)到完全成熟程度，但是也已經(jīng)初步建立了包括圖像獲取，預(yù)處理，特征提取，高級處理與建模等步驟在內(nèi)的計(jì)算機(jī)視覺形成的基本模式。在圖像獲取階段，一幅數(shù)字圖像是由一個(gè)或多個(gè)圖像感知器(各種光敏攝像機(jī)，包括遙感設(shè)備，X射線斷層攝影 儀，雷達(dá)，超聲波接收器)產(chǎn)生，原始圖片可以是普通的二維圖像，三維圖組或者一個(gè)圖像序列，在圖像預(yù)處理階段，用諸如平滑去噪聲、提高對比度，調(diào)整圖形尺寸比例等方法為隨后的特征提取進(jìn)行準(zhǔn)備。在特征提取階段，可以采用局部化的特征點(diǎn)檢測如邊角檢測，斑點(diǎn)檢測，檢測與分割等方法提出圖像的特征。在高級處理建模階段，數(shù)據(jù)通常具有較的數(shù)量，如數(shù)據(jù)僅集中在圖像中經(jīng)先前處理被認(rèn)為含有目標(biāo)物體的部分。這時(shí)應(yīng)當(dāng)將處理結(jié)果按照前提要求進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，并估測定基本參數(shù)，并對目標(biāo)進(jìn)行分類。到目前為止，計(jì)算機(jī)視覺還沒有形成普適通用的應(yīng)用方式，這導(dǎo)致計(jì)算機(jī)視覺的結(jié)構(gòu)形式很大程度上依賴于其具體應(yīng)用方向。目前計(jì)算機(jī)視覺引起廣泛關(guān)注的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域就是自主車輛的視覺導(dǎo)航，美國與歐洲一些公司都在積極開發(fā)視覺導(dǎo)航自主車輛，Google開發(fā)的自動駕駛車輛已經(jīng)安全試運(yùn)行10多萬公里，我國國防科技大學(xué)研制的自動駕駛車輛也已經(jīng)上路試運(yùn)行，一次成功地運(yùn)行了 286公里，自主進(jìn)行67此超車
發(fā)明內(nèi)容
在計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的自動駕駛車輛距離實(shí)用估計(jì)還有不短的年月，同時(shí)預(yù)計(jì)還需要付出相當(dāng)高的開發(fā)成本。這時(shí)因?yàn)榛谟?jì)算機(jī)視覺的車輛自動駕駛需要極高的安全要求自動駕駛車輛需要有比人工駕駛更高的安全性。另一方面，如果將計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用于梧桐樹懸鈴剪除倒是可以在比較短的周期內(nèi)完成開發(fā)，這是因?yàn)?，選擇在冬季梧桐樹葉落光時(shí)進(jìn)行梧桐懸鈴剪除工作，而且無需極高的正確率，既可以漏剪個(gè)別懸鈴，也可以在操作中剪斷一些梧桐樹樹枝。所以，梧桐樹懸鈴清除與在道路上絕對不可撞車，絕對不可傷及人的自動駕駛系統(tǒng)相比，其要求要寬松很多?？梢灶A(yù)期，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)基礎(chǔ)上，無需大幅度改進(jìn)，即可推廣到梧桐樹懸鈴剪除應(yīng)用中。計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)控制剪除梧桐樹懸鈴(懸掛的球形種子)的裝置A與Z，安裝在一輛專用卡車的車廂B上。剪除梧桐樹懸鈴(懸掛的球形種子)的裝置A包括攝像-剪切操作平臺Al，為一個(gè)框架結(jié)構(gòu)，Al安裝在組合液壓機(jī)構(gòu)A2上，A2具有比較大的動作幅度。攝像-剪切操作平臺Al具有相隔特定距離并固定在平臺Al上的兩個(gè)攝像頭All，A12，懸鈴剪切機(jī)A16及其A13的位置三維移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)A14。懸鈴剪切機(jī)A16為旋轉(zhuǎn)剪切機(jī)，包括電動機(jī)或氣動旋轉(zhuǎn)裝置A161，以及安裝在電動機(jī)軸上的盤銑刀狀的切割片A162，此外，設(shè)有輔助攝像機(jī)A13，A14隨剪切機(jī)A16移動。固定在攝像-剪切操作平臺Al兩個(gè)攝像頭All，A12所獲得的圖像經(jīng)過電纜或光纜傳送到位于駕駛室B2中的計(jì)算機(jī)視覺處理系統(tǒng)，根據(jù)處理結(jié)果，確定下一個(gè)作業(yè)目標(biāo)，即下一個(gè)剪切的懸鈴 ，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)A14移動剪切頭A16靠近作業(yè)目標(biāo)，攝像頭A13，A14可以向計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)提交移動過程圖像，以保證移動作業(yè)的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。一個(gè)區(qū)域作業(yè)完成以后，計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)可以向操作員提出操作組合液壓機(jī)構(gòu)A2，或移動車輛位置的請求。


圖1為車載梧桐樹懸鈴剪切清理裝置使用展開示意 圖2為車載梧桐樹懸鈴剪切清理裝置收縮運(yùn)輸示意圖?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的車載梧桐樹懸鈴清理裝置應(yīng)當(dāng)在冬季晚間操作，以避免白天的陽光干擾立體成像，同時(shí)避開交通高峰在道路具有更好一些操作條件。操作還需要安排適當(dāng)?shù)臒艄庹彰飨到y(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于冬季剪除梧桐樹懸鈴(懸掛的球形種子)的裝置，其特征為具有三維位置移動能力的懸鈴剪切機(jī)由計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)操縱控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，其特征為計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)包括3個(gè)或3個(gè)以上處于不同位置攝像頭，協(xié)助計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)建立懸鈴分布的三維模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，其特征為剪切機(jī)三維位置移動機(jī)構(gòu)為多自由度的組合液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，其特征為攝像-智能識別-剪切組合采用框架結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，其特征在于裝置整體安裝在載運(yùn)卡車上，裝置收縮后可在道路上行駛，到達(dá)目的地后展 開進(jìn)行操作。
全文摘要
基于計(jì)算機(jī)視覺的梧桐樹懸鈴清理裝置，具有3個(gè)或3個(gè)以上攝像頭獲取作業(yè)現(xiàn)場圖像，經(jīng)過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)系統(tǒng)處理，建立懸鈴分布的三維模型，然后建立剪切作業(yè)路徑。當(dāng)選擇在冬季梧桐樹葉落光時(shí)進(jìn)行梧桐懸鈴剪除工作，而且考慮在可以漏剪個(gè)別懸鈴，也可以在操作中剪斷一些梧桐樹樹枝的的前提下，當(dāng)前的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)可以獲得快速的推廣應(yīng)用。
文檔編號A01G3/00GK103155810SQ20111041634
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者陳輝, 熊偉興, 徐國友 申請人:常州市福馳電動車輛科技有限公司