基于视觉伺服的温室番茄植株主茎跟踪与测量方法

• 作者: 冯青春 刘继展 成伟 王秀 陈建
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 番茄植株 主茎形态 农业机器人 视觉伺服 立体测量
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 农业信息化工程
• 页码范围: 221-228
• 页数: 8页
• 分类号: S641.2|TP242.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2020.11.024

摘要

根据温室番茄智能管理作业视觉信息获取需求,研究了番茄植株主茎动态跟踪与立体测量方法,以提高对叶、果和花等目标的搜索效率.结合工厂化番茄种植特征,采用二自由度双目云台摄像机采集植株主茎图像;在对摄像机与旋转云台之间坐标关系进行标定的基础上,提出针对番茄植株主茎图像跟踪采集的云台伺服控制方法,对作业区域内植株进行自下而上多视角图像动态采集;对相邻视场主茎重叠区域的图像匹配方法进行研究,实现了植株离散图像的拼接和形态恢复;基于主茎跟踪参考点的空间坐标信息,研究了作业区域主茎长度、高度和生长倾角等立体形态参数的测量方法;最后,通过现场试验对主茎拼接与测量方法进行验证.结果 表明,在距地面高度600 ～1 500 mm作业区域内,视觉系统跟踪采集的主茎3个区域图像的平均拼接偏差为3.77°;以人工测量结果为对照,采用视觉系统测量主茎长度、高度和生长倾角的决定系数分别为0.993 3、0.842 6、0.979 3,平均测量偏差分别为46.20 mm、18.60 mm和4.33 °.本研究可为番茄智能化整枝、采摘和授粉等作业视觉信息获取提供技术支撑.