[發明專利]一種番茄識別定位方法及系統

有效

• 申請號: 201810608651.7
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN110599507B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 李寒;王玉竹;馬克;張漫;高陽;孫建桐
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/194;G06T7/50;G06T7/70;G06T7/90;G06T5/50;G06T5/40
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明實施例提供一種番茄識別定位方法及系統，包括：獲取包含番茄的待檢測圖像，將所述待檢測圖像轉化為HSV圖像，在對HSV圖像進行掩模處理后，將HSV圖像整合為RGB圖像并進行掩蔽處理，獲得去除背景后的番茄圖像；將去除背景后的紅色番茄圖像，通過分水嶺算法進行切割，獲得圖像分割后的番茄圖像；對圖像分割后的番茄圖像進行邊緣檢測，確定番茄在圖像分割后的番茄圖像中的坐標位置；根據番茄在所述圖像分割后的番茄圖像中的坐標位置，獲取番茄的點云數據，根據番茄的點云數據，確定番茄的實際位置。本發明提供的方法，消除了光線不均、枝干、葉片對果實的遮擋、以及果實之間的相互遮擋造成的陰影等對果實識別的影響。

技術領域

本發明實施例涉及圖像識別技術領域，尤其涉及一種番茄識別定位方法及系統。

背景技術

番茄是人們生活中栽培最為普遍的蔬菜之一，但人工采摘勞動強度大、效率低，開發番茄自動采收設備可以極大降低采摘成本，有效改善生產現狀。由于番茄生長環境背景復雜、果實簇生重疊，能否準確獲取果實位置和采摘信息，成為制約番茄機器人采摘的一大瓶頸。

在現有技術中，對番茄識別與定位方面做了很多相關研究與應用，其中常用的方法為使用雙目立體視覺技術進行定位，具體為使用的是兩個CCD攝影機采集圖像，利用視覺從圖像中恢復番茄位置信息，從而達到利用機械視覺控制機械手的運動和定位，去達到采摘番茄果實的目的。另一種番茄識別方法為采用線結構光視覺主動探測手段，具體為基于(2R-G-B)色差模型的目標區域分割方法，凸顯不同太陽光照條件下成熟果實與背景的色彩特征差異，根據灰度距離映射關系建立深度圖像，據此進行重疊果實的區域分割和立體測量。另外，仇瑞承等在文獻《基于RGB-D相機的玉米莖粗測量方法》中，以小喇叭口期玉米為觀測對象，利用RGB-D相機獲取田間玉米的彩色圖像和深度圖像，通過對圖像的處理，可快速獲取作物表型參數。

在現有技術中，對番茄的定位識別方法過于復雜，使用的相機設備昂貴，同時采用線結構光視覺主動探測手段，不能有效識別紅色成熟果實，在圖像處理方面，不能同時有效分割果實與背景、果實粘連部分。

發明內容

本發明實施例提供一種番茄識別定位方法及系統，用以解決現有技術中對番茄的定位識別方法過于復雜，使用的相機設備昂貴，同時采用線結構光視覺主動探測手段，不能有效識別紅色成熟果實，在圖像處理方面，不能同時有效分割果實與背景、果實粘連部分的問題。

根據本發明的第一方面，提供一種番茄識別定位方法，包括：

獲取包含番茄的待檢測圖像，將所述待檢測圖像轉化為HSV圖像，在對所述HSV圖像進行掩模處理后，將所述HSV圖像整合為RGB圖像并進行掩蔽處理，獲得去除背景后的番茄圖像；

將所述去除背景后的紅色番茄圖像，通過分水嶺算法進行切割，獲得圖像分割后的番茄圖像；

對所述圖像分割后的番茄圖像進行邊緣檢測，確定番茄在所述圖像分割后的番茄圖像中的坐標位置；

根據所述番茄在所述圖像分割后的番茄圖像中的坐標位置，獲取所述番茄的點云數據，根據所述番茄的點云數據，確定所述番茄的實際位置。

其中，所述獲取包含番茄的待檢測圖像，將所述待檢測圖像轉化為HSV圖像，在對所述HSV圖像進行掩模處理后，將所述HSV圖像整合為RGB圖像并進行掩蔽處理，獲得去除背景后的番茄圖像，具體包括：

將所述待檢測圖像轉化為HSV圖像轉換為HSV圖像，從中分離出H通道直方圖、S通道直方圖和V通道直方圖；分別對所述H通道直方圖、S通道直方圖和V通道直方圖在預設閾值上進行掩模處理，將進行掩模處理后的H通道直方圖、S通道直方圖和V通道直方圖整合為RGB圖像；對所述RGB圖像通過形態學技術進行閉、開操作后，進行R、G、B掩蔽處理，進而整合獲得去除背景后的番茄圖像。

其中，所述將所述去除背景后的紅色番茄圖像，通過分水嶺算法進行切割，獲得圖像分割后的番茄圖像，具體包括：