成熟蘋果的圖像識(shí)別及其位姿的獲取研究.pdf

1、果蔬采摘是一項(xiàng)勞動(dòng)密集型的工作，隨著勞動(dòng)力的高齡化和人力資源的缺乏，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的成本迅速上升，農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注。但是由于采摘對(duì)象的復(fù)雜性和工作環(huán)境的多變性，目前國(guó)內(nèi)的采摘自動(dòng)化程度仍然很低。為適應(yīng)精確農(nóng)業(yè)的要求和需要，以機(jī)器視覺(jué)為主要手段，綜合運(yùn)用數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別等方面的知識(shí)，以成熟的蘋果為研究對(duì)象，對(duì)蘋果采摘機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。主要的研究?jī)?nèi)容和取得的結(jié)論如下:
　　 1.介紹了本課題的軟硬件組成和實(shí)驗(yàn)

2、環(huán)境;采集了自然環(huán)境下大量蘋果彩色圖像;根據(jù)實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案。
　　 2.研究了基于顏色特征的圖像背景分割，對(duì)11種分割因子就其分割效果進(jìn)行了對(duì)比研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用R-G色差模型作分割因子可以達(dá)到較好的分割效果。
　　 3.研究了三種自動(dòng)閾值分割方法。通過(guò)對(duì)比研究，最后選取了處理效果較好的改進(jìn)最大類間方差法;然后對(duì)分割后的圖像采用形態(tài)學(xué)算子、面積閾值和低通濾波的方法進(jìn)行去噪處理。
　　 4.對(duì)相

3、接觸或粘連的多果實(shí)分離進(jìn)行了初步的研究，提出了三種方法:分水嶺算法、圓形Hough變換法、形態(tài)學(xué)算子法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 5.在分析蘋果果實(shí)的形狀特征的基礎(chǔ)上，提出了兩種獲取蘋果果實(shí)生長(zhǎng)姿態(tài)的方法:利用果實(shí)的形狀特點(diǎn)法和最小外接矩形法。對(duì)兩種方法進(jìn)行了理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最后給出了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析和誤差分析。
　　 最后，總結(jié)了所做的主要工作，指出了其中的不足和以后的研究方向。本課題的研究對(duì)于蘋果的自動(dòng)化采摘、以及