[發明專利]一種菠蘿頭部的快速定位與識別方法及系統

有效

• 申請號: 201810139803.3
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108416814B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 劉長紅;鐘志鵬;程健翔;黃楠;陳建堂;吳文浩;舒華;彭紹湖
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G06T7/90
• 分類號: G06T7/90;G06T7/181;G06T7/136;G06T7/187;G06T7/66
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 劉巧霞

本發明公開了一種菠蘿頭部的快速定位與識別方法及系統，所述方法步驟具體包括：采集可能包含菠蘿信息的RGB圖像；將RGB圖像轉換為HSV圖像，對其進行閾值分割、輪廓處理，定位面積最大的疑似目標物區域所在位置，提取RGB圖像中上述位置的圖像區域，作為感興趣區域；生成感興趣區域的顏色直方圖，將其與預先設定的不同環境下的菠蘿頭部顏色直方圖進行匹配，判斷相似度是否達到設定閾值；同時提取感興趣區域菠蘿頭部果眼特征，將上述特征輸入到分類器，判定菠蘿頭部果眼是否存在，以及計算果眼的中心坐標；通過上述步驟得到相似度以及果眼的特征。本發明能夠實現對菠蘿頭部的快速定位與識別，有利于減少菠蘿采摘過程中受傷的風險，提高勞動效率。

技術領域

本發明主要涉及計算機視覺的識別與定位，尤其涉及一種菠蘿頭部的快速定位與識別方法及系統。

背景技術

水果是我們日常生活中的必需品，如何更好地去采摘水果成了我們需要解決的問題。菠蘿是一種采摘季節性很強的水果，其造果高峰期只有半個月左右，所以提高菠蘿采摘的效率是一個必然的發展方向。目前菠蘿的采摘大部分都是人工采摘，這樣做耗費了大量人力物力，而且菠蘿具有較大的刺，有可能會對果農造成損傷。所以研究菠蘿的自動采摘，對于減少勞動力的損耗、增加菠蘿采摘的質量、穩定菠蘿的收成以及提高水果的銷售率，都具有重大的意義。

發明內容

本發明的目的在于涉及一種菠蘿頭部的快速定位于識別方法，該方法計算較簡單而且能夠快速地對菠蘿頭部進行識別，解決了自動識別菠蘿的問題，能夠有效地提高菠蘿自動采摘的質量。

本發明的目的可以由如下技術方案實現：

一種菠蘿頭部的快速定位與識別方法，具體包括：

S1、采集可能包含有菠蘿信息的RGB圖像；

S2、將RGB圖像轉換為HSV圖像，對其進行閾值分割、圖像預處理，得到若干個疑似目標物區域，定位面積最大的區域所在位置，提取RGB圖像中上述位置的圖像區域，作為感興趣區域；

S3、生成感興趣區域的顏色直方圖，將其與預先設定的不同環境下的菠蘿頭部顏色直方圖進行匹配，判斷相似度是否達到設定預值；

同時，提取感興趣區域的菠蘿頭部果眼特征，將上述特征輸入到分類器，判定菠蘿頭部果眼是否存在，以及計算果眼的中心坐標；

S4、通過輸出步驟S3得到的菠蘿頭部顏色相似度以及果眼的特征，判斷采集的圖像是否包含菠蘿頭部。

進一步地，所述閾值分割，具體步驟包括：

首先根據轉換后HSV圖像檢查目標的最大顏色占比來設定3組閾值，分別是色調閾值范圍[H_down,H_up]、飽和度閾值范圍[S_down,S_up]、明亮度閾值范圍[V_down,V_up]；將HSV圖像的色調、飽和度、明亮度的值與上述3組閾值范圍分別進行比較，具體為：若落在閾值范圍內，設定為255；若超出閾值范圍外，設定為0；所述255表示白色的像素點；所述0表示黑色的像素點。

進一步地，在步驟S2中對圖像進行閾值分割時，由于大部分菠蘿種植在野外環境，因此被攝像頭抓取的菠蘿頭部的明亮度值在不同的發光強度下面會有一定的波動值。因此，根據發光強度公式求解得到發光強度后，需要根據發光強度對明亮度的閾值進行補償。

因此，3組閾值[H_down,H_up]、[S_down,S_up]、[V_down,V_up]設定公式如下：

H_up＝upper_H

H_down＝lower_H

S_up＝upper_S

S_down＝lower_S

V_up＝upper_V+I×b