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苹果采摘机器人快速跟踪识别重叠果实 被引量：33
1
作者 赵德安 沈甜 +1 位作者 陈玉 贾伟宽 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期22-28,共7页
为解决采摘机器人在运动状态下对重叠果实的识别问题,减少采摘过程处理的时间,对重叠果实的快速跟踪识别进行了研究。首先,对采集到的第1幅图像进行分割并去噪,之后通过计算圆内的点到轮廓边缘最小距离的极大值确定圆心的位置,计算圆心... 为解决采摘机器人在运动状态下对重叠果实的识别问题,减少采摘过程处理的时间,对重叠果实的快速跟踪识别进行了研究。首先,对采集到的第1幅图像进行分割并去噪,之后通过计算圆内的点到轮廓边缘最小距离的极大值确定圆心的位置,计算圆心到轮廓边缘距离的最小值确定半径,通过圆心与半径截取后续匹配的模板,经试验证明该算法能较准确地找到重叠果实的圆心与半径。然后,确定连续采集的10幅图像的圆心,根据每幅图像圆心的位置对机器人的运动路径进行拟合、预判、综合半径与预判路径确定下一次图像处理的范围。最后,采用快速归一化互相关匹配对重叠果实进行匹配识别。试验证明,经过改进后的算法匹配识别时间与原算法相比,在没有进行预判的情况下匹配识别的时间为0.185 s,经过预判之后,匹配时间为0.133 s,减少了28.1%,采摘机器人的实时性得到了提高,能够满足实际需求。该研究可为苹果等类球形重叠果实的动态识别提供参考。 展开更多
关键词 机器人 果实 图像处理 重叠果实 图像预判 图像匹配
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基于视差图像的重叠果实图像分割算法 被引量：18
2
作者 彭辉 吴鹏飞 +3 位作者 翟瑞芳 刘善梅 吴兰兰 景秀 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期167-173,共7页
为解决自动采摘视觉系统中重叠果实的分割问题,提出了基于视差图像的果实分割算法。采用双目立体视觉系统获取图像对,对图像对进行预处理和校正,通过图像对的立体匹配来获取视差图像,最后对视差图像进行分割。该算法将分割的依据和信息... 为解决自动采摘视觉系统中重叠果实的分割问题,提出了基于视差图像的果实分割算法。采用双目立体视觉系统获取图像对,对图像对进行预处理和校正,通过图像对的立体匹配来获取视差图像,最后对视差图像进行分割。该算法将分割的依据和信息从二维图像的颜色、形状、纹理等扩展到三维空间的深度,对空间距离不同的目标具有较好的分割效果。实验表明,对获取的视差图像进行基于区域的分割时,其区域间灰度对比度为0.98,目标计数一致性达到0.90;进行基于边缘的分割时,其边缘检测误差为5.74%,因此,该方法对重叠果实区域的分割是有效的。 展开更多
关键词 重叠果实 双目立体视觉 视差图像 图像分割
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采摘机器人识别抓取重叠番茄果实的方法研究 被引量：16
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作者 郗厚印 张栋 +1 位作者 周涛 杨云霄 《农机化研究》 北大核心 2021年第12期17-23,50,共8页
为适应农业果实采摘机器人自主采摘的需求,针对重叠番茄果实,设计了一种在不同光照条件下改进色差算子的组合处理识别并抓取重叠果实的方法。首先,利用中值滤波滤除噪声;然后,采用改进算子的OTSU分割算法和形态学处理对番茄图像进行背... 为适应农业果实采摘机器人自主采摘的需求,针对重叠番茄果实,设计了一种在不同光照条件下改进色差算子的组合处理识别并抓取重叠果实的方法。首先,利用中值滤波滤除噪声;然后,采用改进算子的OTSU分割算法和形态学处理对番茄图像进行背景分割,通过异或运算、腐蚀操作,使未覆盖果实与被覆盖果实的分离更加明显,进而将凸包算法、泛洪填充算法和霍夫直线检测相结合,提取出番茄的真实轮廓,并利用最小二乘法对其进行椭圆拟合,计算出果实质心进行立体匹配;最后,设计了适用于番茄果实采摘的原型机器人,主要由三自由度的机械臂构成,用于抓取果实。分别从不同角度对不同光照条件下重叠的番茄果实图像进行了实验,并进行了水果立体匹配实验,结果表明:该方法是有效、可行且高效的。 展开更多
关键词 采摘机器人 果实识别 重叠果实 改进算子 OTSU分割
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自然环境下苹果作业机器人双果重叠目标侦测方法 被引量：4
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作者 夏雪 周国民 +4 位作者 丘耘 李壮 王健 樊景超 郭秀明 《中国农业科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期63-73,共11页
为进一步提升苹果的侦测精度,从而提高苹果作业机器人的果实作业效率,以果园重叠苹果为对象,研究了自然环境下双果重叠目标的机器侦测方法。首先将采集到的苹果图像在Lab色彩空间中利用K-means聚类算法提取重叠苹果目标区域;其次在得到... 为进一步提升苹果的侦测精度,从而提高苹果作业机器人的果实作业效率,以果园重叠苹果为对象,研究了自然环境下双果重叠目标的机器侦测方法。首先将采集到的苹果图像在Lab色彩空间中利用K-means聚类算法提取重叠苹果目标区域;其次在得到重叠苹果边界上的Harris角点后,通过关键角点检测算法定位苹果重叠部分的果实轮廓所在区域,并利用Canny边缘检测算子提取出苹果重叠部分的果实轮廓;然后利用Y型节点搜索算法实现重叠苹果目标的单果轮廓分离,并得到未遮挡果实的完整轮廓;最终利用距离最小二乘算法对被遮挡苹果目标进行果实轮廓重建。为验证方法的有效性,将Hough变换法、Spline样条内插法的重叠果实侦测结果与本文方法所得结果进行对比。试验结果显示,本文方法不仅可以侦测出未遮挡果实的完整轮廓,同时对被遮挡苹果目标也有较好的轮廓重建效果,其果实平均重合度和定位误差分别为95.43%和4.44%,侦测性能明显优于前两种方法,表明本文方法可以较好实现自然环境下苹果双果重叠目标的侦测,该结果为苹果作业机器人多果重叠目标的自动化侦测提供参考。 展开更多
关键词 机器人 重叠果实 苹果 K-MEANS 角点检测 Y型节点 DLS 轮廓重建
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基于凹点搜索的重叠果实定位检测算法研究 被引量：27
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作者 谢忠红 姬长英 +1 位作者 郭小清 朱淑鑫 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期191-196,共6页
为了能够快速准确地计算出生长状态为靠拢或重叠的成熟类圆果实的形心坐标和半径,提出了一种基于凹点搜索的快速定位和检测重叠果实目标的方法。利用色调分量的统计规律实现背景分离,采用链码跟踪法获得单像素果实轮廓,并按步长获取边... 为了能够快速准确地计算出生长状态为靠拢或重叠的成熟类圆果实的形心坐标和半径,提出了一种基于凹点搜索的快速定位和检测重叠果实目标的方法。利用色调分量的统计规律实现背景分离,采用链码跟踪法获得单像素果实轮廓,并按步长获取边缘特征点;然后利用N点方向编码差获取边缘凹点,确定凹点群,根据阈值确定分割凹点;最后利用改进的Hough变换计算出多个重叠桃子的形心坐标和半径。研究结果表明,本文算法速度快,果实正确识别率最高可达90.0%,形心和半径误差均小于7%。 展开更多
关键词 重叠果实 N点方向编码差 边缘特征点 凹点 HOUGH变换
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重叠苹果果实的分离识别方法 被引量：9
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作者 车金庆 王帆 +1 位作者 吕继东 马正华 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期469-475,共7页
针对苹果采摘机器人重叠果实识别误差较大的问题,设计了一种分离识别方法。首先在苹果图像分割获取其二值果实区域的基础上,基于横、纵投影图实现重叠形态果实的判别,而后基于边缘曲线通过SUSAN算法检测果实轮廓上的角点,再通过迭代腐... 针对苹果采摘机器人重叠果实识别误差较大的问题,设计了一种分离识别方法。首先在苹果图像分割获取其二值果实区域的基础上,基于横、纵投影图实现重叠形态果实的判别,而后基于边缘曲线通过SUSAN算法检测果实轮廓上的角点,再通过迭代腐蚀和瓶颈准则挑选重叠果实的分离点,并采用Bresenham算法连接分离点实现重叠果实的分离。提取分离果实边缘曲线的有效轮廓后,通过改进的随机Hough算法拟合果实圆心及半径。最后选择15幅重叠果实区域二值图像,通过不同角点检测计算结果的比较,验证了SUSAN算法相比于其他角点检测方法更为有效;通过改进的随机Hough算法识别11幅图像中的21个果实,其圆心相对误差平均值、半径相对误差平均值和相对偏差平均值分别为6.90%、4.12%和6.07%,比传统Hough算法分别低4.03、2.75、1.14个百分点,说明改进的随机Hough算法得到的拟合圆更接近实际苹果果实区域。 展开更多
关键词 苹果 重叠果实 目标识别 图像处理
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