野外非结构化环境下番石榴视觉三维感知研究

• 作者: 程佳兵 邹湘军 陈明猷 王君
• 来源期刊: 农机化研究
• 学科: 农学
• 关键词: 双目视觉 三维感知 全卷积神经网络 番石榴 三维点云
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 理论研究与探讨|Theory Study and Discussion
• 页码范围: 23-30
• 页数: 8页
• 分类号: S225|TP391.41
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-188X.2022.05.004

摘要

自然环境下的番石榴与背景颜色相似,视觉特征稀缺,光照条件复杂,对其进行准确的识别和测量是一项具有挑战性的工作.为此,结合全卷积神经网络与双目立体视觉原理,基于具有强鲁棒性的图像分割算法及高精度视觉三维测量算法,构建了适用于野外番石榴采摘的实用和稳定的视觉算法框架.试验结果表明:图像分割的均交并比为85.3％,双目视觉系统对番石榴果径和果距的平均视觉测量误差的1-σ 区间分别为(1.68±0.57)mm和(2.84±0.62)mm,验证了提出的视觉测量框架具有较强的稳定性和较高的测量精度.研究所提的方法不依赖敏感的人工阈值,比经典方法具有更强的稳定性和实用性;同时,硬件系统部署简便,技术模块集成度高,充分兼顾了户外作业对灵活性与精度的需求,可以更好地适应复杂的非结构化采摘环境.