刘 洁，周典卓，李 燕，李定科，李英琪，Rubel Rana

基于目标像素变化的柚果单目测距算法

刘 洁1,2,3，周典卓1，李 燕1，李定科1，李英琪1，Rubel Rana1

（1. 华中农业大学工学院，武汉 430070；2. 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室，武汉 430070；3.农业农村部柑橘全程机械化科研基地，武汉 430070）

针对山地果园光线变化和枝叶遮挡干扰果实距离检测的问题，该研究提出一种利用目标区域像素数量变化预测成像距离的算法。根据单目测距原理和柚果成像特性，以具备尺寸和形状代表性的离树柚果样本为研究对象，在采摘作业距离范围内利用单一相机以固定间隔步距对果实某一侧面连续获取图像数据，用以建立并验证目标区域像素数量变化与成像距离变化之间的多元回归关系。随后将该算法应用于果园中树上柚果样本以检验其适用性，并讨论初始成像距离和步距取值对测距精度的影响。研究结果表明，在125 cm以内，6个树上柚果样本的测距相对误差均低于5%，满足采摘机械手目标定位的精度要求；初始成像距离对该算法测距精度具有显著影响。该研究单目测距算法满足果园环境中柚果目标与相机间距离检测需求，为相关采摘机械手的柚果目标识别提供了一种可行方案。

算法；果园；识别；单目测距；像素数量；成像距离；多元回归

0 引 言

柚子（(Burm) Merr.）是东南亚重要的药食两用水果，亦是果茶、精油等深加工产品的原料，其种植面积和产业产值均呈逐年增加态势。作为三大柑橘类水果之一，柚子果梗木质化程度高，果实悬挂于树冠内部，单果质量300～1 800 g，采摘期相对集中，采摘劳动量需求极大。……