依據筍芽出土狀態(tài)的選擇性收獲是目前白蘆筍公認的最佳收獲方式。針對采收過程中機器視覺識別筍尖存在筍尖與壟面紋理和顏色相近等識別難題,本研究提出了一種變尺度感興趣區(qū)域（ROI）檢測方法,融合圖像色域變換、直方圖均值化、形態(tài)學和紋理濾波等技術,研究了筍尖識別與精準定位方法;在定位多筍尖坐標基礎上,提出了多筍芽的采收路徑優(yōu)化方法,解決了因采收路徑不合理導致的采收效率低的問題。首先,通過機器人視覺系統(tǒng)實時采集采收區(qū)域圖像并進行RGB三通道高斯濾波,采用HSV色域變換并進行直方圖均值化處理。在此基礎上,對筍尖、土壤進行特征聚類分析,根據筍芽抽發(fā)程度研究變尺度ROI檢測方法,對采集圖像中筍尖的形態(tài)學以及筍尖和土壤的紋理進行統(tǒng)計學分析,設定筍尖的似圓度閾值,并參考紋理特征參數,判定筍尖位置,計算其幾何中心,獲得筍尖輪廓中心坐標。其次,為實現白蘆筍的高效采收,根據多目標點與集箱點的位置分布,本研究設計了一種基于多叉樹遍歷的采收路徑優(yōu)化算法,以獲得多個目標筍尖的最優(yōu)采收路徑。最后,搭建采收機器人試驗平臺開展了筍尖定位與采收驗證性試驗。結果表明,視覺系統(tǒng)對白蘆筍的識別率可達98.04%,筍尖輪廓中心坐標的定... 

【文章來源】：智慧農業(yè)(中英文). 2020,2(04)

【文章頁數】：14 頁

【文章目錄】：
1 引言
2 機器視覺系統(tǒng)及筍芽定位算法
    2.1 機器視覺系統(tǒng)構成
    2.2 系統(tǒng)工作原理
    2.3 畸變矯正
    2.4 圖像采集及預處理
    2.5 筍尖圖像特征聚類分析
    2.6 變尺度ROI的筍尖定位方法
3 多筍尖采收路徑優(yōu)化
    3.1 采收路徑分析
    3.2 路徑規(guī)劃決策樹構建
    3.3 全局最優(yōu)路徑規(guī)劃算法
4 試驗與結果分析
    4.1 試驗平臺搭建
    4.2 白蘆筍識別準確率試驗
    4.3 白蘆筍圖像坐標定位精度試驗
    4.4 采收路徑優(yōu)化結果分析
    4.5 白蘆筍采收率試驗
5 結論


【參考文獻】：
期刊論文
[1]選擇性收獲機器人技術研究進展與分析[J]. 苑進.  農業(yè)機械學報. 2020(09)
[2]基于機器視覺的武夷巖茶做青程度識別研究[J]. 吳薇,王宜懷,程曦,鄭慕蓉.  山西農業(yè)大學學報(自然科學版). 2019(02)
[3]旋轉不變紋理特征在圖像模式識別中應用仿真[J]. 陳鳳萍,齊建華.  計算機仿真. 2019(02)
[4]基于RGB顏色空間的冷凍豬肉儲藏時間機器視覺判定[J]. 李文采,李家鵬,田寒友,鄒昊,劉飛,白京,張振琪,王輝,王守偉.  農業(yè)工程學報. 2019(03)
[5]基于多閾值圖像分割算法的秸稈覆蓋率檢測[J]. 劉媛媛,王躍勇,于海業(yè),秦銘霞,孫嘉慧.  農業(yè)機械學報. 2018(12)
[6]我國蘆筍產業(yè)的發(fā)展現狀及發(fā)展趨勢[J]. 魯博.  上海蔬菜. 2018(04)
[7]白蘆筍選擇性收獲機末端執(zhí)行器作業(yè)分析與試驗[J]. 劉雪美,杜帥,苑進,李揚,鄒亮亮.  農業(yè)機械學報. 2018(04)
[8]基于機器視覺的玉米種粒定向定位擺放裝置研制[J]. 王僑,陳兵旗,寇春榮,朱德利,耿百鵬.  農業(yè)工程學報. 2017(11)
[9]蘆筍機械化收獲技術現狀與發(fā)展分析[J]. 陳度,ZHANG Qin,王書茂,王新.  中國農業(yè)大學學報. 2016(04)
[10]國內外蘆筍種植收獲機械化研究進展[J]. 薛忠,宋德慶,劉恩平,郭向明,黃正明,王剛,黃小紅,張勁,王槊.  中國農業(yè)科技導報. 2014(02)

博士論文
[1]溫室番茄收獲機器人選擇性收獲作業(yè)信息獲取與路徑規(guī)劃研究[D]. 王新忠.江蘇大學 2012

碩士論文
[1]基于單目視覺的環(huán)境特征提取與位姿估計算法研究[D]. 馮劍鋒.浙江理工大學 2018



本文編號：3148307