水果采摘机器人视觉系统的目标提取(1)

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1、万方数据中国农业大学学报2004，9(2)：68～72l()urnaIofChinaAgricuhuralUniversity水果采摘机器人视觉系统的目标提取张铁中林宝龙高锐(中国农业大学工学院，北京100083)摘要在田问对作物的果实图像进行实时、准确地目标识别提取，是采摘机器人视觉系统的关键技术，而目标提取的实质是图像分割。大部分水(蔬)果处于采摘期时，表面颜色与背景颜色存在较大差异，而同一品种果实表面颜色相近，体现为在色彩空间果实表面颜色和背景颜色存在着不同的分布特性。根据这一特性，提出了一种基于色彩空问参照

2、表的适用于水果采摘机器人视觉系统果实目标提取的图像分割算法。该算法先由果实样本图像建立色彩空间参照表，再根据色彩空间参照表采用一种类似于“卷积”的方法进行图像分割。与现有其他方法比较，本方法基于彩色的信息处理，可将背景除去得更干净；对背景不做分割处理、无复杂运算，有利于机器人实时图像处理。采用该算法分别对草莓、橙子、西红柿的图像在L’a+6。，HSV，YCbC，色彩模型下进行了实验，结果显示该算法在这些色彩模型下均可取得理想的图像分割效果。关键词水果采摘；视觉系统；图像分割；色彩空间参照表中图分类号TP274文章编

3、号1007—4333(2004)02—0068—05文献标识码AObjectextractionforthevisionsystemoffruitpickingrobotZhangTiezhong，LinBaolong，GaoRui(CollegeofEngineering，ChinaAgriculturalUniversity，Belling100083，China)AbstractThekeytechnologyofthevisionsystemoffruitpickingrobotistoextractfru

4、itobjectfromimagesquicklyandexactly．Thesubstanceofobjectextractionforthevisionsystemofrobotisimagesegmentation．Amonglotsoffruitsandvegetables，thereareaconsiderablecolordifferencebetweentheirripefruitsandtheirbackgrounds，yetthefruits0fthesametypeareOfalmoslthes

5、amecolor．ThenlhedistributionOfcolorbetweentheripefruitsandlheback—groundsisdifferentinColorSpace．Basedonthesefeatures，analgorithmtoextractfruits-objectfromimages，whichisbasedontheapproachofcolor—spacereferencelist，wasputforward．Acolorspacereferencelistwasbuilt

6、fromfruitsswatchimagesinthealgorithm．Thefruitobjectwasextractedbyusingthelist．Comparedwithotherimagesegmenta—tionarithmetic，thisarithmeticbaseoncolorimages，thenthebackgroundwillbemorecleanwhentheimageispro—cessed．Becauseofthatthereisnocomplexoperation，thisarit

7、hmeticispropitioustorealtimeimageprocess．Experi—mentsonstrawberry，orangeandtomatowererespectivelyconductedbyadoptingseveralcolormodelsusuallyusedinimageprocessing．Theresultsoftheseexperimentsshowedthat，byusingthisalgorithm，expectedresultscanbeachievedunderL‘a’

8、b，HSV，YCbCrcolormodels．Keywordsfruitpicking；visionsystem；imagesegmentation；color—spacereferencelist机器人视觉系统中目标提取的实质是图像分割，图像分割是图像分析的关键步骤。图像分割多年来一直得到人们的高度重视，至今已提出了上千种各种类型的分割算法，而且近年来每年