基于视觉伺服的樱桃番茄果串对靶测量方法-IngentaConnect.PDF

第 31 卷 第 16 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.16 206 2015 年 8 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Aug. 2015 基于视觉伺服的樱桃番茄果串对靶测量方法 1 1※ 1 1 2 2 冯青春 ，赵春江 ，王晓楠 ，王 秀 ，贡 亮 ，刘成良 （1. 北京农业智能装备技术研究中心 国家农业智能装备工程技术研究中心/农业部农业信息技术重点实验室/农业智能装备技术北 京市重点实验室，北京 100097 ； 2. 上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240 ） 摘 要：针对鲜食番茄自动化采收实际需要，为了实现对樱桃番茄果串自动识别定位，基于激光测距和视觉伺服技术设 计了果串自动对靶测量视觉系统。通过分析成熟番茄果串图像色彩特征，采用 R-G 色差模型凸显目标与背景差异，并根 据色差灰度逐列统计锁定果串图像区域；基于 Cognex VisionPro 图像处理类库CogPMAlignTool 模板匹配工具，对果串区 域内果粒进行分割；根据对边缘果粒空间坐标估算，同时对采摘机械臂进行视觉伺服控制，实现对边缘果粒对靶定位测 量，并根据其空间坐标测算果串长宽特征，为采摘执行部件提供作业依据。试验结果表明，视觉系统对果串内果粒的平 均识别率为 83.5%，对果粒视觉对靶的平均偏差为 8.38 像素，果串长度测量平均误差为 8.25 mm，果串宽度测量平均误 差为 5.25 mm 。该研究结果为串形果实自动采收目标识别定位提供参考。 关键词：机器人；图像处理；测量；樱桃番茄；视觉伺服；对靶测量；激光测距 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.16.027 中图分类号：TP242.6 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-16-0206-07 冯青春，赵春江，王晓楠，王 秀，贡 亮，刘成良. 基于视觉伺服的樱桃番茄果串对靶测量方法[J]. 农业工程学报， 2015，31(16)：206－212. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.16.027 Feng Qingchun, Zhao Chunjiang, Wang Xiaonan, Wang Xiu, Gong Liang, Liu Chengliang. Fruit bunch measurement method for cherry tomato based on visual servo[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(16): 206－212. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.16.027 草莓采摘点进行定位，测量误差为 1.6 mm[11] 。 0 引 言 随着对采摘机器人视觉系统研究的不断深入，作业 中国是鲜食番茄的生产和消费大国，种植面积达 对象不仅限于黄瓜、草莓以及茄子等独立生长的果实， 732 600 hm2[1] ，人均年消费量约21 kg[2]，其中樱桃番茄因其 对于苹果、番茄以及柑橘等多目标重叠遮挡的果实，在