一种采摘机器人的堆叠蘑菇快速识别方法技术

本发明专利技术公开了一种采摘机器人的堆叠蘑菇快速识别方法，通过CCD摄像头连续采集蘑菇图像，对采集到的图像进行图像分割运算，去除背景及噪声；通过区域面积筛选运算筛选目标图像中的最大蘑菇区域，然后对该区域采用最小外接圆法进行拟合运算，得到圆形区域；通过计算圆内各点到轮廓边缘的最小距离的极大值确定蘑菇区域圆心位置；根据圆心位置截取目标蘑菇的匹配模板。最后，采用快速归一化互相关匹配算法对蘑菇进行匹配识别。该发明专利技术方法能够准确快速识别堆叠果实，而且采摘机器人抓取果实重合度高，运行时间短，实时性较高。

A rapid recognition method of stacked mushroom picking robot

The invention discloses a stack of mushroom picking robot rapid identification method, continuous acquisition of mushroom image by CCD camera, the image collected from the image segmentation, and the removal of background noise; through the area the largest mushroom screening screening operation region of the target image, and then the fitting operation in the region with minimum circumscribed circle method and get the circular region; regional center position is determined by calculating the mushroom circle points to the maximum minimum distance from the edge of the matching template; according to the center position of target interception mushroom. Finally, a fast normalized cross correlation matching algorithm to match with mushroom. The invented method can accurately and quickly identify the stacking fruits, and the picking robot has the advantages of high coincidence degree, short running time and high real-time performance.

【技术实现步骤摘要】
一种采摘机器人的堆叠蘑菇快速识别方法
本专利技术涉及收获机械领域，具体涉及果蔬采摘机器人的图像识别算法，特别是对蘑菇类球状果实的快速识别方法。
技术介绍
在中国，蘑菇栽培已经形成工厂化生产，采摘蘑菇是在阴暗潮湿的蘑菇房中进行，工作环境差。采摘机器人的应用可以大量减少劳动力，提高工作效率，改善工作环境。近年来，各国相继开展对各类果蔬采摘机器人的研究，然而，由于蘑菇生长非结构化特点，存在很多影响蘑菇识别的因素，因此，蘑菇的的快速识别成为采摘机器人的研究重点。蘑菇堆叠较多、生长姿态不可控、图像匹配难度高等都给采摘机器人末端执行器识别和定位带来困难。另外，现在的蘑菇识别技术难以区分成熟蘑菇和不成熟蘑菇、无损伤蘑菇和有损伤蘑菇，难以实现蘑菇的选择性采摘，因此，蘑菇的快速识别和定位问题现已经成为采摘机器人亟待解决的关键问题之一。
技术实现思路
针对已有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种针对蘑菇等类球状堆叠果实的快速识别定位方法，解决由于蘑菇自然生长导致堆叠影响机器人快速识别定位的问题。其方法简单、通用性好，能够准确提高采摘机器人的采摘速度。本专利技术是通过如下技术方案实现以上目的的。本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采摘机器人的堆叠蘑菇快速识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：堆叠蘑菇图像采集：采用CCD摄像机连续采集图像；步骤2：堆叠蘑菇分割：对采集到的图像进行动态阈值分割，去除背景，并采用数学形态学方法对分割后的区域进行完善，去除噪声和孔洞并分离堆叠蘑菇；步骤3：最大蘑菇区域提取：对图像进行区域面积筛选，得到最大蘑菇区域；步骤4：确定目标蘑菇的圆心坐标：对筛选后的目标蘑菇区域进行圆形拟合，并确定拟合后的圆心坐标；步骤5：匹配识别与定位：根据圆心坐标，采用快速归一化互相关匹配对堆叠蘑菇进行快速识别与定位。

【技术特征摘要】
1.一种采摘机器人的堆叠蘑菇快速识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：堆叠蘑菇图像采集：采用CCD摄像机连续采集图像；步骤2：堆叠蘑菇分割：对采集到的图像进行动态阈值分割，去除背景，并采用数学形态学方法对分割后的区域进行完善，去除噪声和孔洞并分离堆叠蘑菇；步骤3：最大蘑菇区域提取：对图像进行区域面积筛选，得到最大蘑菇区域；步骤4：确定目标蘑菇的圆心坐标：对筛选后的目标蘑菇区域进行圆形拟合，并确定拟合后的圆心坐标；步骤5：匹配识别与定位：根据圆心坐标，采用快速归一化互相关匹配对堆叠蘑菇进行快速识别与定位。2.根据权利要求1所述的采摘机器人的堆叠蘑菇快速识别方法，其特征在于，所述步骤2中采用数学形态学方法对分割后的图像进行完善过程为：步骤2.1，采用半径为150的圆形结构对分割后的区域进行腐蚀运算，之后求得区域的最大连通区域，将环境噪声和堆叠部分去除；步骤2.2，采用半径为130的圆形结构对区域进行膨胀运算，填充区域孔洞。3.根据权利要求1所述的采摘机器人的堆叠蘑菇快速识别方法，其特征在于，所述步骤3具体方法为：首先对目标区域进行一定规格大小的点标记，使得整个目标区域被点填满，然后计算各分区域内点的个数，数量最多的点区域即为最大蘑菇区域。4.根据权利要求1所述的采摘机器人的堆叠蘑菇快速识别方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小梅，李明杭，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31