为了适应农业的发展，减少劳动成本，提高劳动生产率，在水果采摘领域引入采摘机器人。水果采摘机器人的工作环境复杂多变，发展水果采摘机器人需解决许多关键问题。成熟果实的识别和定位是需要解决的两个关键问题。本文以柑橘采摘机器人为研究对象，研究扰动状态下的柑橘识别与空间定位问题。采摘柑橘过程中，无论采用哪种采摘方式都不可避免地引起周围柑橘无规律振荡。传统的静态柑橘采摘方法是等到扰动柑橘静止后再进行下一轮采摘。这种处理方法不能动态获取柑橘空间坐标，影响采摘机器人工作效率，不能适应扰动状态下柑橘采摘的需求。本文研究的主要成果如下：对自然场景下伴随遮挡的扰动柑橘进行识别，提出了基于帧间差分法的扰动柑橘识别方法。首先，采用I2分量将目标柑橘与背景进行分离，采用迭代分割法从背景中分割出柑橘图像。接着，采用帧间差分法、水平最小外接矩形法、正方形内切圆法对扰动柑橘进行标识。最后采用内切圆圆心对扰动柑橘进行定位。研究了扰动状态下的柑橘空间定位方法。采用欠阻尼振荡模型模拟柑橘振荡过程，通过FFT频谱分析确定扰动柑橘的振荡周期，利用傅里叶曲线拟合方法确定平衡点的形心坐标。根据左、右柑橘图像的形心坐标计算平衡点三维空间坐标。根据振荡周期和平衡点三维空间坐标信息，就可确定柑橘的振荡轨迹，从而实现扰动柑橘自动采摘。