基于双目立体视觉的葡萄采摘防碰空间包围体求解与定位

来源：农业工程学报杂志2016年第8期北京时间：

作者：罗陆锋,邹湘军,叶敏,杨自尚,张丛,朱娜,王成琳,

摘要：无损收获是采摘机器人的研究难点之一，葡萄采摘过程中容易因机械碰撞而损伤果实，为便于机器人规划出免碰撞路径，提出一种基于双目立体视觉的葡萄包围体求解与定位方法。首先通过图像分割获得葡萄图像质心及其外接矩形，确定果梗感兴趣区域并在该区域内进行霍夫直线检测，通过寻找与质心距离最小的直线来定位果梗上的采摘点，运用圆检测法获取外接矩形区域内果粒的圆心和半径。然后运用归一化互相关的立体匹配法求解采摘点和果粒圆心的视差，利用三角测量原理求出各点的空间坐标。最后以采摘点的空间坐标为原点构建葡萄空间坐标系，求解葡萄最大截面，再将该截面绕中心轴旋转360°得到葡萄空间包围体。试验结果表明：当深度距离在1 000 mm以内时，葡萄空间包围体定位误差小于5 mm，高度误差小于4.95%，最大直径误差小于5.64%，算法时间消耗小于0.69 s。该研究为葡萄采摘机器人的防损采摘提供一种自动定位方法。

关键词：定位, 收获, 双目视觉, 葡萄, 防损采摘, 空间包围体