农业机器人是21世纪精准农业的重要装备之一,是未来智能农业机械的发展方向。以实现移动采摘机器人自主采摘果实为目的,本文在充分了解国内外水果采摘机器人研究进展的基础之上,着重研究了基于粒子滤波的果实的定位估计、姿态估计、及基于目标位姿的采摘作业等。主要研究成果如下：1.对粒子滤波理论作了详细介绍。完成了Motoman SSF2000机械臂模型的运动学正逆解,并完成基于OPENGL的仿真。2.提出了一种新的位置估计理论。通过粒子滤波把双目视觉信息与运动中的单目信息相结合完成了目标位置的精确定位。3.研究了苹果姿态的机器视觉测量。通过花萼遗迹是否可见把苹果姿态划分为两种模型,通过判断苹果属于哪个模型完成任意姿态苹果姿态的测量。并通过粒子滤波完成多次测量结果的最优估计。4.完成苹果采摘机器人基于目标位姿的采摘作业实验验证。通过位置估计与姿态估计获得目标的精确位置和姿态信息,并根据姿态信息和采摘要求完成机械臂基于位姿的抓取。本文为水果采摘机器人的研究提供了一个可行的思路,自主采摘系统在基于位姿的水果抓取的精度上可以满足实际采摘要求。