摘要：西紅柿種植作為一種農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)形式，近年來得到了發(fā)展。為了促進(jìn)種植技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)量的提升，使西紅柿的采摘變得容易，目前，學(xué)術(shù)界展開了將計算機(jī)視覺技術(shù)運(yùn)用到西紅柿采摘過程中的研究，開發(fā)了西紅柿自動識別系統(tǒng)，利用雙目立體視覺系統(tǒng)對西紅柿進(jìn)行圈定，從而將西紅柿從背景圖中分離，進(jìn)行采摘。這種技術(shù)能避免西紅柿被遮擋，通過T=Sqrt(s×l)圖像，將被遮擋的西紅柿凸顯，從而進(jìn)行采摘。據(jù)研究可知，將機(jī)器視覺技術(shù)運(yùn)用于西紅柿采摘機(jī)器人的應(yīng)用中可以使采果率達(dá)到99%以上。文章對技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行分析，以期為我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

　　關(guān)鍵詞：西紅柿;采摘;機(jī)器視覺

　　1采摘機(jī)器人的研究必要性與現(xiàn)狀

　　在果蔬農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中，果蔬的采摘工作一直是難以克服的難題，耗時費(fèi)力，將果蔬種植的成本抬高了。目前從事果蔬采摘工作的大多都是年紀(jì)比較大的工作人員，工作效率比較慢，而且在工作過程中容易造成誤差，導(dǎo)致果蔬在后期難以儲存，會造成一定程度的損失。在此大環(huán)境之下，我國開始大力發(fā)展智能農(nóng)業(yè)，提升我國農(nóng)業(yè)的智能化，解決年輕勞動力不足的問題，同時也解決了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的問題。

　　美國學(xué)者Schertz和Brown在1968年便開始了果蔬機(jī)器采摘研究，后來也引起了發(fā)達(dá)國家的廣泛重視，并且對果蔬機(jī)器采摘研究制定了嚴(yán)密的科學(xué)研究計劃。我國作為超級農(nóng)業(yè)大國，科學(xué)技術(shù)的研究開展得比較晚，在20世紀(jì)80年代，為了促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的廣泛發(fā)展，在相關(guān)學(xué)者的積極努力下，展開了果蔬機(jī)器采摘的研究。筆者以西紅柿機(jī)器采摘的研究為例，展開研究，希望提升西紅柿的采摘工作效率，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

　　2機(jī)器視覺在西紅柿采摘機(jī)器人中的應(yīng)用

　　2.1目標(biāo)的識別與定位

　　機(jī)器視覺系統(tǒng)是利用圖像采集卡、攝像頭、光照箱以及計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行相互配合，在視覺傳感器的作用下捕捉到西紅柿的相關(guān)圖像，并且再通過攝像頭捕捉到的圖片利用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而，確定物體的定位。

　　目前，我國在西紅柿采摘機(jī)器人的研究中最常使用的便是雙目立體視覺，能從兩個位置來觀察研究同一個物體，獲得兩幅圖像，通過計算機(jī)進(jìn)行誤差計算，得知物體的三維坐標(biāo)，這種系統(tǒng)的使用能提升物體定位的精準(zhǔn)性。

　　2.2圖像處理

　　同樣以雙目立體視覺的運(yùn)用為例，因?yàn)閿z像頭的視頻圖像采集卡與計算機(jī)是聯(lián)網(wǎng)的，所以攝像的視頻圖像采集卡在進(jìn)行攝像后，會將采集到的相關(guān)信息傳送給計算機(jī)進(jìn)行物體的二維圖像傳輸工作以及信息的傳遞工作。

　　通過上述過程，捕捉到目標(biāo)物體的圖像之后，還應(yīng)該對計算機(jī)中的圖像的目標(biāo)物體與背景色進(jìn)行分離，只有對目標(biāo)物體與背景圖像進(jìn)行分離，才能促進(jìn)西紅柿采摘機(jī)器人的采摘工作的順利進(jìn)行。可以采用中值濾波法的方式來消除噪聲干擾，從而來確保圖像邊界的像素，對圖像照片進(jìn)行提色以及平滑處理，從而為后續(xù)的相關(guān)工作提供必要的保障。

　　為了提升西紅柿采摘機(jī)器人的工作準(zhǔn)確度，在進(jìn)行圖像分離工作的同時，還可以對圖像進(jìn)行分割處理，提升對西紅柿的識別力度，最大程度地去除背景干擾，將西紅柿樣本的圖像從圖像中分割出來，提升工作的準(zhǔn)確性[1]。

　　果實(shí)特征的提取是非常關(guān)鍵的一步工作，利用前期的工作確定好西紅柿的具體位置只是完成了西紅柿采摘工作的基礎(chǔ)，還必須對西紅柿果實(shí)特征進(jìn)行分析，確定西紅柿的具體采摘點(diǎn)才能更好地進(jìn)行西紅柿采摘技術(shù)。目前，可以利用圓形Hough變換采集目標(biāo)物特征，確定西紅柿的具體位置，并且通過計算機(jī)的位置分析，來確定西紅柿的具體位置。

　　在西紅柿果實(shí)特征的提取工作中還會面臨西紅柿果實(shí)相互重疊和遮擋的現(xiàn)象，這是阻礙西紅柿采摘工作的重要問題，必須解決這一問題。現(xiàn)在采用的方式是通過閾值檢測，來判定長寬比，如果長寬比超過了1.4，那么便可以判定，西紅柿與西紅柿之間存在重疊的問題，在這種情況下，可以對采集到的畫面進(jìn)行灰度化，再通過邊緣檢測的方式，將重疊的部分進(jìn)行分割，最后進(jìn)行特征提取[2-4]。

　　3結(jié)束語

　　在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)背景下，雙目立體視覺系統(tǒng)對西紅柿的識別工作是非常準(zhǔn)確的，筆者在相關(guān)的研究工作中，是以雙目立體視覺系統(tǒng)作為背景技術(shù)進(jìn)行了機(jī)器視覺在西紅柿采摘機(jī)器人中的應(yīng)用分析。希望增強(qiáng)西紅柿采摘機(jī)器人的準(zhǔn)確度，提升我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能水平。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]呂宏明.基于機(jī)器視覺的番茄圖像匹配算法研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.

　　[2]李寒,張漫,高宇,等.溫室綠熟番茄機(jī)器視覺檢測方法[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2017(2):8.

　　[3]李寧,李林,李千山.番茄采摘設(shè)備的設(shè)計方法研究[J].時代農(nóng)機(jī),2018(8):88.

　　[4]周濤.番茄采摘機(jī)器人的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2018(6):41.

　　農(nóng)業(yè)方向刊物推薦：《時代農(nóng)機(jī)》的宗旨是貫徹“百花齊放，百家爭鳴”的方針，傳播農(nóng)機(jī)科技，發(fā)布行業(yè)信息，推薦典型經(jīng)驗(yàn)，跟蹤國際態(tài)勢，探討農(nóng)業(yè)發(fā)展，理論與實(shí)際相結(jié)合，嚴(yán)格遵循“嚴(yán)謹(jǐn)，唯實(shí)，優(yōu)質(zhì)”的方針，力求體現(xiàn)“高層次”，“跨學(xué)科”，“開放性”，“理論性”，“權(quán)威性”，“指導(dǎo)性”，“實(shí)用性”等特色，立足湖北，面向全國，為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展探討出路。