串番茄采摘点的识别方法.pdfVIP

第37卷第11期 中国农机化学报 V01．37No．11 2016年11月 JournalofChinese Mechanization NOV． 2016 Agricultural DOI：10．13733／j．jcam．issn．2095—5553．2016．11．029 串番茄采摘点的识别方法* 梁喜凤，章艳 (中国计量大学机电工程学院，杭州市，310018) 摘要：为适应番茄果实成串采收、提高农业机器人工作效率和保证果实采摘质量，提出基于提取串番茄果实串连通区域边 界的采摘点识别方法。通过图像增强处理获取边界清晰的串番茄图像后，采用多尺度形态学边缘提取法提取串番茄图像 边缘；再利用8邻域法对区域填充果实空隙后的边缘图进行边界提取，填充串番茄边界图，获得目标连通区域；计算目标 连通区域的最小外接矩形和质心，过质心的垂线与最小外接矩形的交点即可作为串番茄采摘点的参考点。串番茄果实串 采摘点识别法对垂直向下的串番茄采摘点识别效果较好，为实际番茄采摘机器人作业提供参考。 关键词：图像处理；采摘点；识别；串番茄；多尺度形态学 中图分类号：TP391．4文献标识码：A 文章编号：2095—5553(2016)11—0131—05 梁喜凤，章艳．串番茄采摘点的识别方法CJ]．中国农机化学报，2016，37(11)：131～134，149 methodof fortomato ofChinese LiangXifeng，ZhangYan．Recognitionpickingpoint cluster[J]．Journal Agricultural Mechanization，2016，37(11)：131～134，149 收获果实[8]。王晓楠等人基于HIS色彩模型进行番 0 引言 茄图像分割达到识别成熟番茄，通过气囊夹持方式 随着农业科技的发展，机器采摘果实代替人工采 实现果实的柔性夹持，再拧断果梗。综合番茄采摘 摘已成为趋势[1]。果实收获机器人的采摘方式对果实 现状发现，对番茄的采摘主要以单个果实为目标，抓 收获质量和工作效率等具有重要影响，学者们对机器 取单个果实后，扭断或切断果梗，实现单个果实收 采摘果实方式进行了大量的研究，取得了较多成果。 获。新的番茄品种串番茄在国内外种植越来越多， 依据果实生长特性，果实收获主要有单个果实和成串 但对串番茄采摘的研究开展较晚。单个采摘番茄的 果实的采摘。王丹丹等人提出基于轮廓对称轴法苹果 方法只适用同串内各番茄成熟时间有差异、果实之 目标采摘点的识别方法，能较好确定苹果目标的对称 间的间隙大的番茄品种，对于果实成熟期较统一，同 轴和果梗采摘点[2]。张铁中等人分析分割后草莓图像 串内果实之间接触紧密的串番茄品种，单个采摘方 的几何信息并计算草莓重心和采摘点，实现将成熟草 式会增加采摘机器人的工作难度，降低工作效率。 莓从复杂背景中提取出来并识别草莓采摘点[3]。郭艾 为适应番茄果实成串采收，提高番茄采摘的效率， 侠等人运用Harris与SIFT结合的算法实现荔枝采摘 本文采用对果实串采摘点识别的方式进行果实采摘。 点计算[4]。罗陆峰等人提出一种基于改进聚类图像分 以串番茄为研究对象，填补串番茄果实间的空隙使之 割和点线最小距离约束的葡萄采摘点定位方法，实现 成为连通的整体，计算连通整体的质心和最小外界