张韫峰, 李 娟, 黎 明

基于图像处理的水下海参识别和定位方法

张韫峰1,2, 李 娟2, 黎 明1

(1. 中国海洋大学 工程学院, 山东 青岛, 266100; 2. 青岛农业大学 机电工程学院, 山东 青岛, 266109)

为解决复杂环境下海参识别和定位的难题, 文章提出了一种基于图像处理的海参识别和定位算法。首先, 在图像预处理基础上设计基于模糊增强的融合RGB海参刺和海参主干突出特征算法, 以突出海参目标特征, 通过改进的图像分割方法提取海参轮廓, 利用链表法去伪边缘和形态学轮廓优化实现海参目标的识别。对海参目标的定位分为2种情况: 对形状规则的海参目标通过椭圆一次拟合来初步定位; 对形状不规则的海参目标通过提取海参目标方向特征进而设计基于最小外接矩形方向椭圆二次拟合算法来定位。仿真结果表明该算法可以有效识别和定位海参目标, 判断海参体积大小, 为海参可持续自动捕捞提供了一种有效方法。

海参; 图像处理; 识别定位; 方向特征

0 引言

海参蛋白质含量高, 具有丰富的营养价值[1]。随着生活水平的提高, 人们对于海参的需求量逐年递增[2-3]。研究发现, 目前海参养殖主要依靠人工底播, 且待海参长大后通过人工水下作业来捕获, 费时费力, 安全系数低。为改善目前的海参捕捞现状, 研究水下海参捕捞机器人迫在眉睫, 其中海参识别和定位技术是实现海参自动捕捞的关键。随着人们对海洋资源的关注和海洋技术的研发, 目前水下机器人已经广泛应用于水下目标检测、识别和定位等方面[4-5], 通过水下机器人来自动捕捞海参的方法是可行的。……