[發明專利]一種田間作物中心區域定位方法及系統

有效

• 申請號: 202110772724.8
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113421301B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 仇瑞承;何勇;蔣茜靜
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/136;G06K9/62;G06V10/762
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 王月松

1.一種田間作物中心區域定位方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取目標作物的原始彩色圖像；所述原始彩色圖像為彩色相機垂直拍攝目標作物冠層，得到的目標作物的彩色圖像；

對所述原始彩色圖像進行處理，得到目標作物的原始灰度圖像；所述原始灰度圖像包括第一灰度圖像和第二灰度圖像；所述對所述原始彩色圖像進行處理，得到目標作物的原始灰度圖像，具體包括：提取所述原始彩色圖像的每個像素點在RGB顏色空間的R分量、G分量和B分量；根據所述R分量、所述G分量和所述B分量確定所述原始彩色圖像在HSV顏色空間中的S分量；根據所述S分量得到目標作物的第一灰度圖像；采用所述R分量、所述G分量和所述B分量對所述原始彩色圖像進行灰度化處理，獲得目標作物的第二灰度圖像；

對所述原始灰度圖像進行二值化處理，得到目標作物的二值圖像；所述二值圖像包括第一二值圖像和第二二值圖像；

將所述第一二值圖像和所述第二二值圖像進行邏輯“與”運算，剔除背景噪聲的干擾，生成第三二值圖像；所述第三二值圖像包括目標作物潛在的中心區域像素點；

對所述目標作物潛在的中心區域像素點進行聚類分析，得到目標作物中心區域像素點的聚類結果；

根據所述聚類結果確定目標作物中心區域范圍，以獲得目標作物的中心區域；所述根據所述聚類結果確定目標作物中心區域范圍，以獲得目標作物的中心區域，具體包括：分別對每一類所述中心區域像素點坐標進行統計，獲得中心區域像素點在行坐標方向的最大值X_max、列坐標方向的最大值Y_max和行坐標方向的最小值X_min、列坐標方向的最小值Y_min；根據行坐標方向的最大值X_max和行坐標方向的最小值X_min，采用公式X_length＝X_max-X_min確定中心區域像素點在行坐標方向的長度X_length；根據列坐標方向的最大值Y_max和列坐標方向的最小值Y_min，采用公式Y_length＝Y_max-Y_min確定中心區域像素點在列坐標方向的長度Y_length；利用行坐標方向的最小值X_min、列坐標方向的最小值Y_min、行坐標方向的最大值X_max、列坐標方向的最大值Y_max、中心區域像素點在行坐標方向的長度X_length和中心區域像素點在列坐標方向的長度Y_length繪制矩形框；所述矩形框為每一株目標作物的中心區域；

根據所述目標作物的中心區域進行田間機械化作業、作物表型監測和農機導航。

2.根據權利要求1所述的田間作物中心區域定位方法，其特征在于，所述根據所述R分量、所述G分量和所述B分量確定所述原始彩色圖像在HSV顏色空間中的S分量，具體包括：

確定所述R分量的灰度值、所述G分量的灰度值和所述B分量的灰度值；

根據所述R分量的灰度值、所述G分量的灰度值和所述B分量的灰度值，得到HSV顏色空間中每個像素點的S分量。

3.根據權利要求2所述的田間作物中心區域定位方法，其特征在于，所述采用所述R分量、所述G分量和所述B分量對所述原始彩色圖像進行灰度化處理，獲得目標作物的第二灰度圖像，具體包括：

采用所述R分量的灰度值、所述G分量的灰度值和所述B分量的灰度值對所述原始彩色圖像進行灰度化處理，獲得目標作物的第二灰度圖像。

4.根據權利要求1所述的田間作物中心區域定位方法，其特征在于，所述對所述原始灰度圖像進行二值化處理，得到目標作物的二值圖像，具體包括：

獲取預設分割閾值；

采用所述預設分割閾值對所述第一灰度圖像進行分割處理，獲得目標作物的第一二值圖像；

利用最大類間方差法確定所述第二灰度圖像的轉換閾值；

根據所述轉換閾值對所述第二灰度圖像進行轉換，得到目標作物的第二二值圖像。