[发明专利]双孢菇直径测量和中心点定位方法

权利要求书

1.一种双孢菇直径测量与中心点定位的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.搭建双孢菇采摘机器人的视觉系统，相机和光源固定在直线滑台上，随滑块直线运动，

运动方向平行于双孢菇培养架的宽度方向，并通过相机标定获取相机的内外参数；

b.对每一块区域的双孢菇，通过水平移动固定一段基线距离b分别在A、B两个位置进行图像采集；

c.将步骤b采集到的A、B两位置的图像进行畸变校正；

d.将步骤c所得的A、B两位置的图像从RGB色彩空间转换到HSV色彩空间中，并对其V分量灰度值进行线性拉伸；

e.采用阈值分割算法，将双孢菇和土壤分离,并对分割后的双孢菇区域进行形态学处理,

初步去除土壤中的菌丝；

f.采用分水岭算法，对步骤e所得双孢菇区域进行区域分割，并对分割后的区域利用圆度筛选和面积筛选，再一步去除土壤中的菌丝和部分未成熟的双孢菇干扰；

g.把经过筛选的区域进行轮廓提取，并对所提取的轮廓进行椭圆拟合，计算每一双孢菇的直径和图像坐标；

h.对A、B两位置图像所获取的中心点图像坐标进行匹配，计算双孢菇的中心点坐标(X,Y,Z)；

i.根据双孢菇的深度信息Z对其直径测量结果做出误差补偿。

2.根据权利要求1所述的双孢菇直径测量与中心点定位的方法，其特征在于所述步骤b中基线距离b的确定方法：

其中，b为所求基线距离，z为双孢菇的真实深度信息，Δz为所允许的深度信息的最大测量误差，Δb为相机移动误差，即滑台模组的重复定位误差，ΔU为视差误差，即标定平均误差，f为镜头焦距。

3.根据权利要求1所述的双孢菇直径测量与中心点定位的方法，其特征在于所述步骤c中对所两位置所采集到的图像分别进行畸变校正，具体方法为：

其中,参数k表示径向畸变的大小，表示畸变校正前的图像物理坐标，表示畸变校正后的图像物理坐标。

4.根据权利要求1所述的双孢菇直径测量与中心点定位的方法，其特征在于所述步骤d的具体步骤为：将步骤c所获取A、B两位置图像的RGB色彩空间的图像转化为HSV色彩空间图像，其中HSV分别代表色调H、饱和度S、明度V，然后对明度图像的灰度值按如下公式进行线性拉伸，线性拉伸公式为：

其中，g'是线性拉伸后的明度图像灰度值，g是线性拉伸前的明度图像灰度值，G_max是线性拉伸前的明度图像灰度最大值，G_min是线性拉伸前的明度图像灰度最小值。

5.根据权利要求1所述的双孢菇直径测量与中心点定位的方法，其特征在于所述步骤e的具体步骤为：

e-1.对线性拉伸后的明度图像进行阈值分割，提取双孢菇区域，将双孢菇和土壤分离；

其中g”(x,y)是阈值运算后的二值图像，g'(x,y)是线性拉伸后的明度图像，T是一个适用于整个图像的阈值，可取值200；

e-2.对区域内部面积小于300像素的孔洞进行填充处理；

e-3.用直径为40像素的圆与填充后所得区域做与操作，以初步腐蚀掉土壤中的菌丝；

e-4.用直径为40像素的圆与腐蚀后的区域做并操作，来恢复双孢菇的完整性。