矮化密植枣园收获作业视觉导航路径提取

彭顺正，坎 杂，李景彬



矮化密植枣园收获作业视觉导航路径提取

彭顺正1，坎 杂2，李景彬2※

（1. 石河子大学信息科学与技术学院，石河子 832000； 2. 石河子大学机械电气工程学院，石河子 832000）

针对矮化密植枣园环境的复杂性，提出一种基于图像处理的枣园导航基准线生成算法。选用B分量图进行处理，提出“行阈值分割”方法分割树干与背景；根据拍摄场景及视角提出“行间区域”方法剔除行间噪声；通过统计树干与地面交点位置分布区域选取图像五分之二向下区域进行处理；依据树干纵向灰度分布规律，采用浮动窗口灰度垂直投影方法结合形态学开闭运算提取树干区域；基于枣园行间线性分布特征引入“趋势线”，而后利用点到直线的距离与设定阈值作比较选取树干与地面的交点；利用交点的位置分布将其归类，并采用最小二乘法原理拟合左右两侧边缘，提取边缘线上各行的几何中心点生成枣园导航基准线。通过对阴天、晴天、顺光、逆光、噪声多元叠加5种条件进行试验，结果表明，该算法具有一定的抗噪性能，单一工况条件导航基准线生成准确率可达83.4%以上，多工况条件准确率为45%。针对5种工况条件的视频检测，结果表明，单一工况条件算法动态检测准确率可达81.3%以上，每帧图像处理平均耗时低于1.7 s，多工况条件检测准确率为42.3%，每帧图像平均耗时1.0 s。该研究可为矮化密植果园实现机器人自主导航作业提供参考。

机械化；农作物；图像识别；枣园；行阈值分割；……