基于Kinect相机的多视角RGB-D信息融合的甜椒姿态估计研究

来源：中国农机化学报杂志2023年第10期北京时间：

作者：牟向伟, 孙国奇, 陈林涛, 于新业, 彭柱菁, 伍倩

单位：1. 广西师范大学电子工程学院，广西桂林，541004；2. 广西师范大学职业技术师范学院，广西桂林，541004

摘要：针对在复杂环境中由于存在遮挡导致果蔬姿态计算不准甚至无法识别这一问题，提出一种基于Kinect相机的甜椒姿态估计研究方法，通过融合多视角下的甜椒点云信息，结合PCA算法估计出甜椒在空间中的三维姿态。基于Kinect相机的多视角RGB-D信息融合的甜椒姿态估计研究方法是将两间隔为60°的视角下Kinect相机采集甜椒的点云信息融合，并在ICP精配准过程中引入对应点对局部法向量夹角与平均曲率阈值双约束项提高点云配准精度，以解决两视角点云配准效果差、重叠度不高从而造成的由PCA算法估计点云姿态偏差大的技术问题。试验结果表明在无遮挡情况下，本文算法的误差均值为5.15°，在双视角中其中某一视角有遮挡情况下的综合均值误差为5.67°，双视角均有遮挡情况下综合平均误差为7.86°，满足实际作业时的技术要求。本研究不仅适用于甜椒的空间三维姿态识别，同时为其他智能采摘机器人姿态识别系统搭建提供技术参考。

关键词：甜椒,机器视觉,姿态识别,点云配准,PCA算法,颜色阈值

基金资助：广西自然科学基金项目(2018GXNSFAA050026)；桂林市创新平台和人才计划项目(20210217—7)；广西重点研发计划(2021AB38023)；广西高校中青年教师基础能力提升项目(2022KY0058、2021KY0065)