[发明专利]果实识别定位的方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术，尤其涉及一种果实识别定位的方法、装置及系统。

背景技术

随着计算机技术和信息采集与处理技术的发展，机器人逐渐进入农业生产领域，近年来，用于实现果实自动化收获的采摘机器人越来越受到重视。

采摘机器人通过从果实生长环境中识别出目标果实，再对目标果实定位获得其空间位置，最后使用采摘执行部件采摘目标果实，完成果实自动化收获作业，由于采摘执行部件依靠果实识别定位技术提供的目标果实空间位置进行采摘，因此，果实识别定位技术对于保证采摘机器人的作业精度和成功率具有重要作用。

现有果实识别定位技术普遍采用双目视觉方法对目标果实进行识别定位，即通过两个摄像机同时从两个角度对同一目标果实拍摄图像，并从两幅图像中分别识别出目标果实区域，然后通过两个目标果实区域进行特征匹配，从而根据三角关系计算得到目标果实的空间坐标，现有技术至少存在以下缺陷：由于果实生长环境的光照角度和强度的多变，同一目标果实在两个角度拍摄的图像中成像特征差异较大，容易发生无法获取特征匹配点而造成特征匹配失败，导致空间定位失败率高。

发明内容

本发明提供一种果实识别定位的方法、装置及系统，以解决现有果实识别定位技术中空间定位失败率高的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种果实识别和定位的方法，其中，包括：

采集待处理果实的当前图像作为第一图像；

通过对所述第一图像进行识别，获得所述第一图像中的成熟果实区域；

根据所述第一图像中的成熟果实区域，获得第一成熟果实区域；

周期性采集所述待处理果实的当前图像作为第二图像，并控制线结构光发生器向所述待处理果实的方向发出具有预设颜色的水平线结构光，且控制所述电机驱动所述线结构光发生器沿竖直方向移动以使得所述水平线结构光沿竖直方向移动；

根据所述第一成熟果实区域在所述第一图像中的位置信息，获取所述第二图像中对应所述位置信息的区域作为第二成熟果实区域；

判断所述第二成熟果实区域内各像素中是否存在第一像素，所述第一像素为所述第二成熟果实区域内各像素中满足所述预设颜色的颜色特征条件的像素，若是，则根据所述第一像素获得线结构光区域，且控制所述电机停止驱动所述线结构光发生器沿竖直方向移动；

将所述线结构光区域的一个或多个像素作为定位点，获取所述定位点在所述第二图像中的图像坐标；

根据所述定位点在所述第二图像中的图像坐标，通过线结构光三维定位技术获得所述定位点的空间坐标，并将所述定位点的空间坐标的平均值作为所述待处理果实中的成熟果实的空间坐标。

本发明还提供了一种果实识别和定位的装置，其中，包括：

第一采集模块，用于采集待处理果实的当前图像作为第一图像；

识别模块，用于通过对所述第一图像进行识别，获得所述第一图像中的成熟果实区域；

第一处理模块，用于根据所述第一图像中的成熟果实区域，获得第一成熟果实区域；

第二采集模块，用于周期性采集所述待处理果实的当前图像作为第二图像，并控制线结构光发生器向所述待处理果实的方向发出具有预设颜色的水平线结构光，且控制所述电机驱动所述线结构光发生器沿竖直方向移动以使得所述水平线结构光沿竖直方向移动；

第一获取模块，用于根据所述第一成熟果实区域在所述第一图像中的位置信息，获取所述第二图像中对应所述位置信息的区域作为第二成熟果实区域；

第一判断模块，用于判断所述第二成熟果实区域内各像素中是否存在第一像素，所述第一像素为所述第二成熟果实区域内各像素中满足所述预设颜色的颜色特征条件的像素；

执行模块，用于若是，则根据所述第一像素获得线结构光区域，且控制所述电机停止驱动所述线结构光发生器沿竖直方向移动；

第二获取模块，用于将所述线结构光区域的一个或多个像素作为定位点，获取所述定位点在所述第二图像中的图像坐标；

第二处理模块，用于根据所述定位点在所述第二图像中的图像坐标，通过线结构光三维定位技术获得所述定位点的空间坐标，并将所述定位点的空间坐标的平均值作为所述待处理果实中的成熟果实的空间坐标。

此外，本发明还提供了一种果实识别和定位的系统，其中，包括果实识别和定位的设备和控制器，所述控制器包括本发明提供的果实识别和定位的装置，所述果实识别和定位的设备包括支撑柱、摄像头、摄像头固定件、移动单元、线结构光发生器、线结构光发生器固定件；

所述支撑柱竖直设置；