[發(fā)明專利]一種針對(duì)果實(shí)串的采摘點(diǎn)識(shí)別方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611112175.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN108182374A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 覃爭(zhēng)鳴;何中平;陳墩金
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州映博智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種針對(duì)果實(shí)串的采摘點(diǎn)識(shí)別方法，該方法包括：S1，對(duì)果實(shí)串進(jìn)行圖像采集及圖像預(yù)處理操作；S2，基于多尺度形態(tài)學(xué)的邊緣提取；S3，果實(shí)串圖像的目標(biāo)邊界提取；S4，果實(shí)串采摘點(diǎn)的確定。本發(fā)明方案通過填補(bǔ)串番茄果實(shí)間的空隙使之成為連通的整體，計(jì)算連通整體的質(zhì)心和最小外界矩形，根據(jù)質(zhì)心與采摘點(diǎn)之間的位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)果實(shí)串穗梗采摘點(diǎn)的識(shí)別。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人視覺定位領(lǐng)域，涉及一種針對(duì)果實(shí)串的采摘點(diǎn)識(shí)別方法。

背景技術(shù)

隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，機(jī)器采摘果實(shí)代替人工采摘已成為趨勢(shì)。果實(shí)收獲機(jī)器人的采摘方式對(duì)果實(shí)收獲質(zhì)量和工作效率等具有重要影響，依據(jù)果實(shí)生長(zhǎng)特性，果實(shí)收獲主要有單個(gè)果實(shí)和成串果實(shí)的采摘。

番茄作為世界栽培最為普遍的果菜之一，我國番茄種植面積已達(dá)千萬公頃，國內(nèi)外對(duì)番茄采摘的研究開展已久。綜合番茄采摘現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，對(duì)番茄的采摘主要以單個(gè)果實(shí)為目標(biāo)，抓取單個(gè)果實(shí)后，扭斷或切斷果梗，實(shí)現(xiàn)單個(gè)果實(shí)收獲。新的番茄品種串番茄在國內(nèi)外種植越來越多，但對(duì)串番茄采摘的研究開展較晚。

單個(gè)采摘番茄的方法只適用同串內(nèi)各番茄成熟時(shí)間有差異、果實(shí)之間的間隙大的番茄品種，對(duì)于果實(shí)成熟期較統(tǒng)一，同串內(nèi)果實(shí)之間接觸緊密的串番茄品種，單個(gè)采摘方式會(huì)增加采摘機(jī)器人的工作難度，降低工作效率。

申請(qǐng)公布號(hào)為CN101019485A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種“球形果實(shí)采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器及其控制方法”，該方法的具體操作為：兩電機(jī)分別帶動(dòng)手指的開合和吸盤的進(jìn)退，激光聚焦透鏡通過固定夾與末端執(zhí)行器殼體固定，通過手指中央設(shè)置的通槽引導(dǎo)果梗進(jìn)入激光聚焦透鏡的聚焦方位，由激光器和聚焦透鏡完成果梗的切斷。由基于筆記本電腦和多軸運(yùn)動(dòng)控制卡的開放式控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)末端執(zhí)行器的控制，筆記本電腦與多軸運(yùn)動(dòng)控制卡之間以USB方式進(jìn)行通訊，控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)和真空系統(tǒng)、激光系統(tǒng)的開閉。本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎，控制系統(tǒng)輕便靈活，開放性強(qiáng)，易于擴(kuò)展，可以順利實(shí)現(xiàn)番茄、蘋果、柑橘等球形果實(shí)的采摘，具有很好的通用性。

申請(qǐng)公布號(hào)為CN106105566A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種“智能柑橘采摘機(jī)器人及柑橘采摘方法”，所操作采摘機(jī)器人包括行走機(jī)構(gòu)、機(jī)械臂、工作臺(tái)、回收裝置、控制系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，機(jī)械臂、控制系統(tǒng)和電源系統(tǒng)安裝在工作臺(tái)上，機(jī)械臂前端設(shè)有末端執(zhí)行器和視覺系統(tǒng)，視覺系統(tǒng)與控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)連接,控制系統(tǒng)通過機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)單元控制機(jī)械臂的動(dòng)作，控制系統(tǒng)通過行走驅(qū)動(dòng)單元控制行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，電源系統(tǒng)為控制系統(tǒng)和行走機(jī)構(gòu)提供工作電源；機(jī)械臂包括依次活動(dòng)連接的第一臂、第二臂、第三臂、第四臂、第五臂和第六臂；柑橘采摘方法包括：?jiǎn)?dòng)行走機(jī)構(gòu)，使機(jī)器人接近果樹、尋找柑橘、抓取柑橘、采摘柑橘、調(diào)整夾持力、回收柑橘。本發(fā)明采摘效率高、采摘質(zhì)量高、智能化程度高、實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣使用。

通過上述專利分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的發(fā)明對(duì)果實(shí)的采摘主要以單個(gè)為目標(biāo)，對(duì)于果實(shí)成熟期較統(tǒng)一，同串內(nèi)果實(shí)之間接觸緊密的串番茄品種，單個(gè)采摘方式會(huì)增加采摘機(jī)器人的工作難度，降低工作效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種針對(duì)果實(shí)串的采摘點(diǎn)識(shí)別方法，通過填補(bǔ)串番茄果實(shí)間的空隙使之成為連通的整體，計(jì)算連通整體的質(zhì)心和最小外界矩形，根據(jù)質(zhì)心與采摘點(diǎn)之間的位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)果實(shí)串穗梗采摘點(diǎn)的識(shí)別，有效地適應(yīng)了番茄果實(shí)成串采收，提高了農(nóng)業(yè)機(jī)器人工作效率以及保證了果實(shí)采摘質(zhì)量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種針對(duì)果實(shí)串的采摘點(diǎn)識(shí)別方法，所述方法包括：S1，對(duì)果實(shí)串進(jìn)行圖像采集及圖像預(yù)處理操作；S2，基于多尺度形態(tài)學(xué)的邊緣提取；S3，果實(shí)串圖像的目標(biāo)邊界提取；S4，果實(shí)串采摘點(diǎn)的確定。

進(jìn)一步地，所述步驟S1中，對(duì)果實(shí)串圖像的預(yù)處理包括：圖像采集、灰度處理以及圖像增強(qiáng)。

進(jìn)一步地，所述步驟S2中，采用基于多尺度形態(tài)學(xué)梯度的邊緣檢測(cè)器對(duì)灰度均衡化的果實(shí)串圖像進(jìn)行邊緣提取。