自然场景图像中的重叠蜜柚识别及试验

来源：农业工程学报杂志2021年第24期北京时间：

作者：林耀海,吕钟亮,杨长才,林培杰,陈芳育,洪嘉伟,

摘要：重叠蜜柚目标的准确分离和蜜柚果梗的定位是实现采摘自动化必须解决的两个关键问题。现有的苹果、柑橘等重叠果实分离方法不适用于重叠蜜柚，且无果梗定位功能。针对以上问题，该研究提出了一种结合渐进式中心定位的重叠蜜柚分离方法和果梗定位方法。首先利用主成分分析方法提取蜜柚区域、滤除背景并对图像中的重叠蜜柚进行初步分离；接着，对重叠蜜柚区域采用渐进式中心定位方法得到各个蜜柚的中心；然后，利用区域边缘点到其相应的不同中心点的距离大小的变化规律实现重叠蜜柚的分离；最后，利用前述的中心点结合蜜柚的形状特征，定位出遮挡程度较小的蜜柚果梗。在50张自然场景下的图像上进行试验，结果表明在有阴影、小目标、遮挡和重叠等复杂环境下，该方法的平均识别率为94.02%。同时，对于果梗未被遮挡且离摄像头较近的蜜柚，也给出了准确的果梗区域。在利用蜜柚模型搭建的识别自动化试验平台上进行试验，结果表明采摘机器人能够有效识别并分离重叠蜜柚、定位果梗。该研究可为蜜柚采摘机器人准确识别重叠果实提供参考。

关键词：图像处理, 识别, 机器视觉, 重叠蜜柚, 主成分分析, 渐进式中心定位, 分离, 果梗