一种重叠遮挡果实精确识别方法

摘要

本发明公开了一种重叠遮挡果实精确识别方法，具体包括图像采集步骤；目标对象提取步骤，该步骤对采集的图像进行处理，提取出图像中的果实及枝叶；目标对象深度计算步骤；遮挡边缘区域确定步骤；遮挡边缘信息获取步骤，该步骤依次采用边缘检测、边缘细化和边缘连接方法来获取遮挡边缘的完备信息；重叠遮挡果实分离步骤，该步骤通过将重叠遮挡完备边缘图像反像后与果实图像叠加来实现重叠遮挡果实的分离；非完整目标果实修复步骤；果实形心及深度坐标计算步骤。对于苹果、柑橘等类果实采摘机器人来说，本发明一种重叠遮挡果实精确识别方法能够实现对重叠遮挡果实的精确识别，从而有望推动采摘机器人的实用化进程。

主权项

一种重叠遮挡果实精确识别方法，具体包括以下步骤：(1)图像采集步骤：基于双目视觉实时采集果实图像；(2)目标对象提取步骤：对采集的图像进行处理，提取出图像中的果实及枝叶；步骤(2)中首先采用自适应维纳滤波方法图像预处理；其次采用基于颜色特征的动态阈值层层剥离分割方法将预处理图像中的无用信息去除；然后采用基于颜色特征和纹理特征的聚类分割算法获取图像中的果实、树枝和树叶，其中纹理特征的提取采用Contourlet变换方法，分割后图像中的分割碎片则采用基于纹理特征的消噪方法去除，最后采用水平最小外接矩形法将图像中所有的连通区域框定，提取各个矩形内求补图像中的孤立区域，通过孤立区域图像与原图像叠加来修复孔洞；(3)目标对象深度计算步骤：对目标对象区域采用组合匹配及深度校正模型来获取其深度信息；(4)遮挡边缘区域确定步骤：通过分析视觉目标所对应的深度信息来确定遮挡边缘的区域；(5)遮挡边缘信息获取步骤：依次采用边缘检测、边缘细化和边缘连接方法来获取遮挡边缘的完备信息；步骤(5)中首先利用元胞自动机的演化，建立边缘检测元胞自动机模型来进行果实图像遮挡边缘信息的提取；然后采用基于数学形态学的细化算法对提取到的重叠遮挡边缘进行细化操作；最后采用基于结构元素的主动生长退化方式对断裂的边缘进行连接；(6)重叠遮挡果实分离步骤：通过将重叠遮挡完备边缘图像反像后与果实图像叠加来实现重叠遮挡果实的分离；(7)非完整目标果实修复步骤：采用果实模板配准的方法实现非完整目标果实的重建修复；(8)果实形心及深度坐标计算步骤：通过对果实区域内所有像素点坐标求均值来获取其形心坐标，其深度也通过计算该区域深度均值来获取。