College of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310029, China） 摘要采用双目立体视觉技术获取温室内果蔬的三维位置信息，用于指导果蔬采摘机器人进行自动化采摘作业．试验以植株上成熟的番茄作为研究对象，利用立体摄像机获取不同距离的成熟番茄的立体图像对，通过对图像进行灰度图像处理，将彩色图像转换为灰度图像．然后根据灰度图像对中像素点的相关性进行立体匹配，计算像素点的位置信息而获得一幅深度图像．最后对照番茄形心在深度图像中的位置，获取番茄的三维位置信息．试验结果表明，立体摄像机与番茄的距离小于1000mm时，番茄的距离误差为 20mm． Abstract：A measurement of 3 D locations of ripe tomatoes by binocular stereo vision was done for harvesting tomatoes in greenhouse. In this method, a pair of stereo images were obtained by stereo cameras, which were then transformed to gray images. According to the gray correlation, corresponding points of stereo images were searched, and a depth image was obtained by calculating distances between tomatoes and stereo cameras based on triangulation principle. The center of tomato was extracted by distinguishing a tomato from background with image processing. The 3D locations of ripe tomatoes were obtained by comparing coordinate values of the center of tomato 20 mm when distance is less than 1 000 mm. with the depth image. The error of depth is within 蒋焕煜, 彭永石, 应义斌 . 双目立体视觉技术在果蔬采摘机器人中的应用[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2008, 29(5): 377-380. Jiang Huanyu, PengYongshi, Ying Yibin- . Binocular stereo vision applied to harvesting robots. Journal of JIangsu University(Natural Science Eidt, 2008, 29(5): 377-380. [1]国家统计局.中国统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2005..[2]Harrell R C, Adsit P D, Munilla R D, et al. Robotic picking of citrus[J]. Robotics, 1990, 8 (4):269 - 278.[3]Reed J N, Miles S J, Butler J, et al. Automatic mushroom harvester development[J].Journal of Agricultural Engineering Research, 2001, 78 ( 1 ) : 15 - 23.[4]Van Henten E J, Van Tuijl B A J, Hemming J, et al. Field test of an autonomous cucumber picking robot[J].Biosystems Engineering, 2003, 86 ( 3 ) :305 - 313.[5]Kitamura S, Oka K. Recognition and cutting system of sweet pepper for picking robot in greenhouse horticulture[ C ]//Proceedings of the IEEE International Conference on Meehatronics Automation. Canada: Niagara Falls, 2005: 1807 - 1812.[6]Kondo N, Ninomiya K, Hayashi S, et al. A new challengc of robot for harvesting strawberry grown on table top culture[ C]//ASAE Annual International Meeting on Machine Vision for Harvesting and Orchard Management. USA: Tampa Florida, 2005, No. 053138.[7]张瑞合 姬长英 等.计算机视觉技术在番茄收获中的应用[J].农业机械学报,:.[8]张方明 应义斌.机器视觉在农业车辆导航系统中的研究进展[J].农业机械学报,2005,36(5):133～136.[9]蔡健荣 赵杰文.双目立体视觉系统摄像机标定[J].江苏大学学报：自然科学版,2006,27(1):6-9.[10]赵博 朱忠祥 宋正河 等.农用车辆视觉导航路径识别方法[J].江苏大学学报：自然科学版,2007,28(6):482-486. 毛罕平, 刘洋, 徐静云, 韩绿化, 李亚雄, 李华. 基于 CT的番茄穴盘苗根系结构及分布特征[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2019, 40(3): 288-294. 孙力, 刘晨, 姚红兵. 基于机器视觉的树脂镜片水印疵病检测[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2018, 39(4): 425-430. 刘仰川, 唐玉国, 高欣. 基于双目立体视觉测量数据的空间圆拟合方法对比[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2018, 39(4): 431-437. 刘洋1, 2, 3, 毛罕平1, 2, 李亚雄3, 李斌3, 王涛3. 吊篮式移栽机构工作参数优化与试验[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2018, 39(3): 296-302. 王干, 孙力, 李雪梅, 张明, 吕强, 蔡健荣. 基于机器视觉的脐橙采后田间分级系统设计[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2017, 38(6): 672-676. 张俊雄, 王凯, 张良, 孙哲, 张春龙. 横移对行控制系统设计与试验分析[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2017, 38(4): 423-427. 蔡英凤1, 王海2, 陈龙1, 江浩斌2. 采用视觉显著性和深度卷积网络的鲁棒视觉车辆识别算法[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2015, 36(3): 331-336. 王丽红, 冉兵, 坎杂, 李成松. 加工番茄籽碰撞接触恢复系数的试验[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2015, 36(1): 48-52. 宁志刚, 程辉, 杨恒, 程雄. 采摘机器人扰动状态下柑橘动态识别[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2015, 36(1): 53-58. [10] 吴万荣, 史建, 徐智. 双目立体视觉技术在潜孔钻机钻孔定位中的应用[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2015, 36(1): 65-69. [11] 朱文静, 毛罕平, 周莹, 张晓东. 基于高光谱图像技术的番茄叶片氮素营养诊断[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2014, 35(3): 290-294. [12] 谢丽娟, 应义斌. 转基因番茄鉴别模型维护方法[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2012, 33(5): 538-542. [13] 贾立山1, 罗剑2, 李世其1. 基于车道线直线模型的道路曲率估计方法[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2012, 33(4): 373-378. [14] 熊俊涛, 邹湘军, 陈丽娟, 彭红星, 吴定中. 荔枝采摘机械手果实识别与定位技术[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2012, 33(1): 1-5. [15] 尹建军, 毛罕平. 基于断层切片透视的双目测量模型[J]. 江苏大学学报自然科学版, 2011, 32(3): 249-253.

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