蔗芽识别与定向视觉检测方法研究

来源：石河子大学学报·自然科学版杂志2023年第2期北京时间：

作者：许洪振, 王明明, 陈海锦, 刘姣娣

单位：桂林理工大学机械与控制工程学院,广西 桂林 541006

摘要：针对目前甘蔗机械化播种难以满足蔗种蔗芽水平朝向种沟沟壁的种植农艺要求,本文研究蔗芽识别与蔗种位姿调整算法,并设计基于机器视觉的蔗芽识别与蔗种位姿调整系统。基于灰度变换算法对蔗种图像进行增强处理,采用Otsu算法获取蔗芽阈值参数,分割出蔗芽完整轮廓;基于二值图像模式下的几何特征提取蔗芽位置特征参数,利用最小二乘线性拟合法提取蔗种边缘轮廓;根据蔗芽位置与形状特征参数,构建蔗种空间位姿模型。计算蔗芽位姿,由机械手夹持蔗种将其调整到理想位姿。选取80幅蔗种图像作为试验样本,试验结果表明蔗芽位姿识别准确率93.75%,定向成功率94.5%。调整后蔗芽位姿基本贴近水平面,蔗芽水平朝向种沟两侧,满足蔗种自动定向播种农艺要求。本研究可为蔗种机械化定向播种提供解决方案,并为甘蔗种植机的自动定向装置设计提供参考。

关键词：蔗芽,机器视觉,位姿识别,定向

基金资助：国家自然科学基金(52265028),广西省自然科学基金(2021JJA160046), 广西研究生教育创新计划(YCSW2022333)