基于苹果朝向的最大横切面直径检测方法

摘要

为提高运动苹果的采后分选精度，设计一种基于苹果朝向的最大横切面直径检测方法。采集苹果在传送杆上多位置、多姿态RGB图像，利用张氏标定法进行图像畸变校正，通过颜色分割和形态学处理方法提取苹果区域；基于R通道分量的梯度变化获取苹果果梗/花萼区中心，通过对称性判断苹果朝向。计算垂直于朝向的最大直径，将其作为最大横切面直径；针对相机投影角增大产生的投影失真问题，构建投影校正方程以校正检测结果。结果表明：1）对60个苹果（富士和黄元帅各30个）的720幅图像进行直径检测，以单张图像检测结果在±5 mm内作为检测准确的判断标准，所提出的投影校正算法将单张图像的直径检测准确率从65.3%提升至95.3%。2）对每个苹果的12张图像的直径检测结果求平均值作为最终果径，准确率达100%，其中，86.7%的富士和93.3%的黄元帅检测直径在±2 mm以内，均方根误差分别为1.5 mm和1.1 mm。总体结果表明，本研究提出的最大横切面直径检测方法能够精确检测苹果果径，可为苹果大小分级提供技术支持，也为近球形的果蔬分选提供了有效参考。

关键词

苹果采后分选 / 苹果朝向 / 最大横切面直径 / 投影校正

基金资助

国家重点研发计划（2023YFE0122600）; 世界顶尖涉农大学国际合作交流种子基金（15052001）