番茄收獲機器人中視覺目標的自動分割與識別.pdf

1、農產品(特別是水果)的自動化收獲機器人有著良好的應用前景。在國外，這項工作已經進行了很多年，并且取得了一定的研究成果；而在國內，這個領域的應用研究還相對落后，離實際應用還有很大距離。本文以成熟的紅色番茄為研究對象，從番茄收獲的實際情況出發(fā)，利用番茄的顏色特征，在計算機上實現了對自然場景下的成熟番茄進行自動分割與識別的方法，為以后實現番茄的準確定位與機械采摘打下基礎。 基于上述目的，本文主要完成的工作有：1.針對自然環(huán)境的復雜多變

2、，本文采集了番茄在不同自然環(huán)境下的大量彩色圖片以保證能對所解決的問題有較全面的認識，從而使設計的算法具有良好的適應性。 2.統(tǒng)計了番茄的各類顏色分布直方圖，分析了番茄的顏色特征，為下一步圖像的分割與識別提供判斷依據。設計了常見的基于邊界和區(qū)域的分割方法，然后試驗分析了這些方法對番茄的色度及各類色差圖像的分割效果。大量的試驗表明這些方法仍存在的一些不足：對自然環(huán)境的變化適應性較差，算法的穩(wěn)定性還有待提高。 3.提出了將神經

3、網絡應用于番茄圖像分割的方法，分析了網絡應用的可行性，然后設計了網絡的輸入輸出和網絡的結構類型，并對該網絡做了進一步的參數優(yōu)化設計與試驗分析，確定了網絡的最佳參數。試驗表明，該網絡的分割效果優(yōu)于前面的常規(guī)方法，但仍有值得研究的地方。 4.本文針對在實際情況中可能存在的幾種情況下的番茄目標位置識別問題(番茄被遮擋，多個番茄重疊)做了討論研究。計算了番茄目標識別中幾個有用的形狀和位置特征量。對于重疊的番茄，本文提出了使用距離算法和分