农业机械学报

作者：冯青春，王秀，刘继展，成伟，陈建

单位：中国农业大学,北京农业智能装备技术研究中心,江苏大学,北京农业智能装备技术研究中心,中国农业大学,

关键词：番茄植株;主茎形态;农业机器人;视觉伺服;立体测量

基金：国家自然科学基金项目(61703048)、北京市农林科学院青年科研基金项目（QNJJ201722）和江苏大学农业装备学部项目（4111680002）

根据温室番茄智能管理作业视觉信息获取需求，研究了番茄植株主茎动态跟踪与立体测量方法，以提高对叶、果和花等目标的搜索效率。结合工厂化番茄种植特征，采用二自由度双目云台摄像机采集植株主茎图像；在对摄像机与旋转云台之间坐标关系进行标定的基础上，提出针对番茄植株主茎图像跟踪采集的云台伺服控制方法，对作业区域内植株进行自下而上多视角图像动态采集；对相邻视场主茎重叠区域的图像匹配方法进行研究，实现了植株离散图像的拼接和形态恢复；基于主茎跟踪参考点的空间坐标信息，研究了作业区域主茎长度、高度和生长倾角等立体形态参数的测量方法；最后，通过现场试验对主茎拼接与测量方法进行验证。结果表明，在距地面高度600~1500mm作业区域内，视觉系统跟踪采集的主茎3个区域图像的平均拼接偏差为3.77°；以人工测量结果为对照，采用视觉系统测量主茎长度、高度和生长倾角的决定系数分别为0.9933、0.8426、0.9793，平均测量偏差分别为46.20mm、18.60mm和4.33°。本研究可为番茄智能化整枝、采摘和授粉等作业视觉信息获取提供技术支撑。

来源：2020年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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