[發明專利]一種棉花葉片中心點位置定位方法

有效

• 申請號: 202010465318.2
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111627059B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 唐海濤;彭鐵雁;韓紅兵
• 申請（專利權）人: 桂林市思奇通信設備有限公司
• 主分類號: G06T7/66
• 分類號: G06T7/66;G06T7/11;G06N3/0464;G06N3/08;G06V10/24;G06V10/74
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 唐智芳

本發明公開了一種棉花葉片中心點位置定位方法，包括以下步驟：S1：采集棉花圖像；S2：提取圖像中各棉花葉片的葉片輪廓；S3：提取某一棉花葉片的葉片輪廓的四個坐標點x1、x2、x3和x4；S4：計算所述棉花葉片的葉片輪廓的初始中心點的坐標；S5：獲取中心點的橫坐標xsubgt;c/subgt;；S6：獲取中心點的縱坐標ysubgt;c/subgt;；S7：坐標(xsubgt;c,/subgt;ysubgt;c/subgt;)即為所述棉花葉片的中心點位置。本發明所述方法計算量小使其實時性較好，而且中心準確性符合實際應用要求，在實時性試驗中，實時處理速度指標FPS值為20.107；在定位準確性上，測試最終獲得平均誤差MAE為26.861，符合實際應用場景對于定位準確性的要求。

技術領域

本發明涉及作物自動識別定位技術領域，具體涉及一種棉花葉片中心點位置定位方法。

背景技術

基于圖像處理的棉花葉片中心點定位方法可以快速獲取目標作物的中心點坐標位置，為田間目標作物的精準噴灑、自動化管理等提供參考，該方法能提高作物精細化管理效率，降低額外勞動力的依賴和農業成本優化控制。通過特定相機獲取目標作物的圖像具有成本低、靈活性強、效率高的優點，目前也有激光傳感器、紅外傳感器、深度相機等方法定位圖像(不規則幾何圖像)中心點位置坐標，但這些方法普遍存在計算量大、制作成本高昂、實時性差等不足，因此，在實際生產生活中基于圖像處理的棉花葉片中心點定位方法相較之下更為實用。

基于圖像處理的棉花葉片中心點定位方法是利用相機獲取目標作物的真實圖像信息，通過一系列的圖像分析計算處理，最終實現目標作物葉片中心點位置定位。目前主流葉片中心定位算法主要是通過提取作物的輪廓以及聯通區域，并通過計算聯通區域的質心獲取作物中心點坐標。但這種方法對形狀規則要求較高，對于幾何形狀不規則、背景復雜、目標物體重疊等圖像的實時性、適應性較差。

為了彌補因作物形狀不規則、背景復雜等帶來的定位誤差影響，已有技術采用先通過圖像直方圖目標作物統計確定待測作物，再對目標作物行進行直方圖統計以此來確定目標作物的中心點(王永康等.一種基于圖像灰度直方圖相似度計算的室內定位方法[J].測繪通報,2018(4):63-67.)。但是，由于實際目標作物葉片普遍存在重疊現象，導致這種方法在具體應用場景中中心點定位誤差較大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種實時性較好、中心點定位準確性符合實際場景應用要求的棉花葉片中心點位置定位方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種棉花葉片中心點位置定位方法，包括以下步驟：

S1：采集棉花圖像；

S2：提取圖像中各棉花葉片的葉片輪廓；

S3：提取某一棉花葉片的葉片輪廓的四個坐標點，分別為左上坐標點x1(x_ltop,y_ltop)、右上坐標點x2(x_rtop,y_rtop)、左下坐標點x3(x_llower,y_llower)以及右下坐標點x4(x_rlower,y_rlower)；

S4：根據以下公式計算所述棉花葉片的葉片輪廓的初始中心點的坐標(x₀,y₀)：

S5：以初始中心點為起點，設定橫向步長△x，x_llower≤△x≤x_rlower，以經過初始中心點的縱軸為主軸進行向左、向右橫向掃描，獲取中心點的橫坐標x_c；