[发明专利]一种基于RGB-D的树上果实快速识别定位方法

摘要

本发明公开了一种基于RGB‑D的树上果实快速识别定位方法，利用RGB‑D传感器可同步获得坐标对应的深度与颜色信息的特点，自最近点开始进行深度球面的逐层切割，其中片状特征的叶子被深度球面切割仅得到非封闭曲线而不予处理，而对所有被深度球面切割获得的封闭曲线，根据其短轴长度将显著小于果实直径的枝干与竹竿等剔除，进一步将剩余的果实封闭曲线生成深度和颜色点云的三维轮廓，从而完成成熟果实的识别与定位。本发明利用空间实体果实与片状叶子的几何差异和RGB‑D传感器同步获得坐标、反射率、深度信息的优势，快速实现树上成熟果实的识别和定法，而无须考虑对树上果实识别定位形成最大困扰的遮挡问题，方法简单可靠，实时性与实用性强，可应用于树上果实的快速识别定位。

主权项

1.一种基于RGB‑D的树上果实快速识别定位方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，RGB‑D传感器(1)通过实时扫描，同步获得前方植株冠层的根据坐标一一对应的深度数据和颜色数据(D,E)│(D,θ)；其中在极坐标空间内，以RGB‑D传感器为坐标原点，每一坐标点(D,θ)的深度数据为D，每一坐标点(D,θ)的颜色数据为E；步骤二，在深度数据中，先发现植株冠层内被探测对象的最近点A；步骤三，从最近点A开始，利用深度的数值D1＝DA+iΔD进行逐层切割，其中DA为最近的被探测到对象的深度数据点A的深度值，⊿D为逐层切割的深度间距，D1＝DA+iΔD为三维空间内的球面；i＝1，2，…，n；果实(4)与枝干(7)、竹竿(8)具备空间实体特征的对象被深度球面D1切割后，深度点云出现封闭曲线(2)；而片状特征的叶子(6)被深度球面D1切割后，深度点云仅出现非封闭曲线(3)；因此，对深度球面D1逐层切割，直至出现封闭曲线(2)，而所有非封闭曲线(3)被视为叶子(6)而不予处理；步骤四，对所有封闭曲线(2)，计算其短轴长度L，并将所有短轴长度L超过枝干(7)与竹竿(8)的最大直径值[L]的封闭曲线(2)所在对象视为果实(4)，而所有短轴长度L不超过枝干(7)与竹竿(8)的最大直径值[L]的封闭曲线(2)所在对象被视为枝干(7)或竹竿(8)而不予进一步处理；步骤五，对所有短轴长度L超过枝干(7)与竹竿(8)的最大直径值[L]的封闭曲线(2)，利用深度点云构造封闭曲线(2)所在果实(4)的三维轮廓；步骤六，根据封闭曲线(2)的颜色数据与深度数据的一一对应关系，获得果实(4)的三维轮廓点云的颜色数据值ZZ，从而根据颜色数据值ZZ进行果实(4)的成熟度判断；步骤七，对成熟度达到采摘要求的成熟果实(5)，利用坐标对成熟果实(5)的三维轮廓进行空间定位，进而完成采摘。