[发明专利]成熟果实机器识别方法

权利要求书

1.一种成熟果实机器识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：采集带果实的果树图像f₀(x,y)；

步骤B：

B1.对f₀(x,y)进行二值化处理，将RGB彩色图像f₀(x,y)转化为黑白二值图像f₁(x,y；其中，式中，为成熟果实的平均色调，T为阈值，R(x,y)、G(x,y)、B(x,y)分别为f₀(x,y)的红、绿、蓝分量；

B2.去除黑白二值图像f₁(x,y)中的黑色伪背景色块I₁和白色果实伪目标I₂，得到图像f₂(x,y)；

步骤C：通过Canny算子检测图像f₂(x,y)的果实轮廓，并对检测出的果实轮廓宽度单像素化处理，标记单像素化处理后的果实轮廓图像，读取各标记区果实轮廓坐标，得到果实轮廓坐标矩阵f₃(x,y)；

步骤D：以果实轮廓坐标矩阵f₃(x,y)的第1点为始点，按顺时针方向在果实轮廓坐标矩阵中找出距该始点距离最小的点作为第2点，依次搜寻，至果实轮廓坐标矩阵最后一点结束，形成按顺时针方向排列的果实轮廓坐标集f₄(x,y)；

步骤E：在各连通区域内遍历果实轮廓坐标集，找出不同果实轮廓的交点，形成果实轮廓交点集；

步骤F：根据果实轮廓交点集选出各连通区域内无遮挡的果实轮廓、部分遮挡的果实轮廓中未被遮挡的椭圆弧段，

所述步骤F具体包括：

步骤F1：在任一个连通区域内，任取相邻的两个轮廓交点A₁(x_A1,y_A1)和A₂(x_A2,y_A2)，假定点A₁(x_A1,y_A1)和A₂(x_A2,y_A2)间的轮廓段是中心为M(x₀,y₀)的椭圆弧，将椭圆弧A₁A₂间的像素点数5等分并取整，记第1等分点为B₁(x_B1,y_B1)、记第4等分点为B₄(x_B4,y_B4)，过点B₁作平行于A₁B₄的直线L₁、过点B₄作平行于A₂B₁的直线L₂，得到直线L₁与椭圆弧A₁A₂的交点B₂(x_B2,y_B2)、直线L₂与椭圆弧A₁A₂的交点B₃(x_B3,y_B3)；解方程组

求得x₀和y₀，确定M(x₀,y₀)；

上述方程组中，且为直线MD₁的斜率，且为直线MD₃的斜率，且为直线MD₂的斜率，且为直线MD₄的斜率，点D₁为直线L₁的中点，点D₂为直线L₂的中点，点D₃为直线A₁B₄的中点，点D₄为直线A₂B₁的中点；

步骤F2：在轮廓曲线段A₁A₂上随机取2个点E_i(x_(i),y_(i))，i＝1，2；若过点A₁且平行于直线E₁E₂的直线L₃与轮廓曲线段A₁A₂相交，则记相交点为E₃计算否则，记过点A₂且平行于直线E₁E₂的直线L₄与轮廓曲线段A₁A₂的相交点为E₄(x₍₄₎,y₍₄₎)，计算

步骤F3：若d≥0.8，则步骤F1中点A₁和A₂间的轮廓段为椭圆弧的假设成立，进入步骤F4；否则，步骤F1中点A₁和A₂间的轮廓段为椭圆弧的假设不成立，返回步骤F1；

步骤F4：在轮廓曲线段A₁A₂上取下一个轮廓交点A₃(x_A3,y_A3)，过点B₁作平行于A₁A₃的直线交椭圆弧A₁A₂于点C₁(x_C1,y_C1)，若则轮廓曲线段A₂A₃与轮廓曲线段A₁A₂属于同一个椭圆弧；再在轮廓曲线上取下一个轮廓交点A₄(x_A4,y_A4)，并判断A₄(x_A4,y_A4)与前一轮廓交点之间的轮廓曲线段与轮廓曲线段A₁A₂是否属于同一个椭圆弧，直到该连通区域最后一个交点；

步骤F5：返回步骤F1，对所有的连通区域循环执行步骤F1～步骤F4；

步骤G：对步骤F中选出的无遮挡的果实轮廓、部分遮挡的果实轮廓中未被遮挡的椭圆弧段进行最小二乘拟合，舍弃大小是正常果实1.3倍以上的伪果实目标；

步骤H：计算步骤G中保留下来的二次曲线各连通区域内圆形轮廓曲线的中心坐标和半径大小。