[發明專利]基于視覺縮放法判斷串型水果母枝干擾類型的方法

有效

• 申請號: 202110084999.2
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112818781B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 王成琳;羅天洪;柳蘇純;王雅薇;羅陸鋒;熊俊濤
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/32;G06K9/34;G06K9/46;G06K9/62;A01D91/04
• 代理公司: 重慶晶智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 50229
• 代理人: 李靖

本發明提供一種基于視覺縮放法判斷串型水果母枝干擾類型的方法，該方法首先通過單目相機與雙目相機的配合對母枝實現預定位，得到母枝的預定位圖像及預定位幾何中心點，然后通過雙目視覺相機獲取采摘過程中母枝的實際定位圖像及實際定位幾何中心點；最后利用單目視覺縮放法，比較母枝的實際定位圖像與預定位圖像，確定母枝受干擾類型。該方法不僅能精確、有效的識別果串以及對果串母枝進行預定位，還能在采摘過程中準確判斷母枝的受干擾類型、避免因外界因素影響，進而使得采摘機器人精確剪斷果串母枝，保證果串的完整性，提高采摘效率、降低采摘成本，節約勞動力。

技術領域

本發明涉及水果智能采摘技術領域，具體涉及一種基于視覺縮放法判斷串型水果母枝干擾類型的方法。

背景技術

我國是龍眼、葡萄、荔枝等串型水果的重要生產國，同時也深受廣大消費者的喜愛；例如荔枝，分布于我國的西南部、南部和東南部，廣東和福建南部栽培最盛，荔枝與香蕉、菠蘿、龍眼一同號稱“南國四大果品”。

針對于串型水果的采摘，目前主要依賴于人工，但人工采摘一是采摘勞動強度大、采摘費用高，浪費大量的人力物力；二是人工采摘效率低、耗時長、成本高。

伴隨著科技的進步，機械自動化、智能化已廣泛應用于各行各業；對于水果采摘領域而言，采摘機器人的研究和應用越來越多，這對解放人工勞動力、降低人力成本、提高采摘效率有著重要意義。

在采摘串型水果的過程中，人們首先需要確定果串的母枝，然后以采摘、剪斷母枝的方式實現采摘；從母枝進行果串的剪斷確保了果串的完整性、避免其散成若干小串，從而有利于儲存、運輸以及保證果串的美觀性，確保其經濟價值。但是，由于串型水果自身生長特點，果串整體極易隨機分布生長，從而造成果串識別難、母枝識別定位難、無法準確找到整個串型水果母枝的問題；并且，采摘過程中伴隨著風、光照、露水等外部環境的影響，導致母枝的位置發生變化或被遮擋，從而導致采摘機器人采摘失敗或錯誤剪斷而損傷果實，因此，若要實現智能采摘，不僅要精確定位母枝的位置，還要在采摘過程中識別母枝的受干擾類型，從而準確的抗干擾、達到精確剪斷母枝的作用。

發明內容

針對以上現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種基于視覺縮放法判斷串型水果母枝干擾類型的方法，該方法不僅能精確、有效的識別果串以及對果串母枝進行預定位，還能在采摘過程中準確判斷母枝的受干擾類型、避免因外界因素(如風、光照、露水等)影響，進而使得采摘機器人精確剪斷果串母枝，保證果串的完整性，提高采摘效率、降低采摘成本，節約勞動力。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種基于視覺縮放法判斷串型水果母枝干擾類型的方法，其特征在于：

S100、首先通過單目CCD相機與雙目CCD相機的配合實現對母枝的預定位，其具體步驟為：

S101：采用單目CCD相機隨機獲取連同串型水果果實、葉子以及樹枝在內的多副彩色圖像；選取并劃分彩色圖像內的多個果實目標以及非果實目標，并分別提取果實目標以及非果實目標的紋理特征值與顏色特征值，作為正負樣本；

S102、采用支持向量機SVM對正負樣本進行訓練、生成多個弱分類器；然后采用AdaBoost算法構造強分類器，通過強分類器分割單目CCD相機獲取的彩色圖像，并將從圖像中識別到的果實目標單獨存儲成彩色圖像I₁；

S103、重復步驟S101～S102，分別得到識別樹枝與葉子的強分類器；然后分別在去除圖像I₁的原始彩色圖像中分割提取出樹枝與葉子，分別存儲成彩色圖像I₂和彩色圖像I₃；

S104、根據果實的分布位置將果串分為單果實果串、雙果實果串以及多果實果串，進而確定彩色圖像I₁中隨機分布的果實所屬的果串類型；

S105、根據步驟S104中所確定的果串類型進行母枝確定：