基于平滑轮廓对称轴法的苹果目标采摘点定位方法

来源：农业工程学报杂志2015年第5期北京时间：

作者：王丹丹,徐越,宋怀波,何东健,

摘要：果实采摘点的精确定位是采摘机器人必须解决的关键问题。鉴于苹果目标具有良好对称性的特点，利用转动惯量所具有的平移、旋转不变性及其在对称轴方向取得极值的特性，提出了一种基于轮廓对称轴法的苹果目标采摘点定位方法。为了解决分割后苹果目标边缘不够平滑而导致定位精度偏低的问题，提出了一种苹果目标轮廓平滑方法。为了验证算法的有效性，对随机选取的20幅无遮挡的单果苹果图像分别利用轮廓平滑和未进行轮廓平滑的算法进行试验，试验结果表明，未进行轮廓平滑算法的平均定位误差为20.678°，而轮廓平滑后算法平均定位误差为4.542°，比未进行轮廓平滑算法平均定位误差降低了78.035%，未进行轮廓平滑算法的平均运行时间为10.2 ms，而轮廓平滑后算法的平均运行时间为7.5 ms，比未进行轮廓平滑算法平均运行时间降低了25.839%，表明平滑轮廓算法可以提高定位精度和运算效率。利用平滑轮廓对称轴算法可以较好地找到苹果目标的对称轴并实现采摘点定位，表明将该方法应用于苹果目标的对称轴提取及采摘点定位是可行的。

关键词：机器人, 算法, 水果, 苹果目标, 目标定位, 平滑轮廓, 转动惯量, 对称轴