طراحی الگوریتم بینایی رایانه ای برای تشخیص فلفل دلمه جهت برداشت روباتیک در شرایط نور طبیعی

در سال‌های اخیر، اتوماسیون در بخش کشاورزی به‌خصوص کشت گلخانه‌ای بیش از پیش مورد توجه محققین و همچنین استقبال تولیدکنندگان قرار گرفته است. دلیل اصلی این مسئله کاهش هزینه‌های تولید به‌ویژه هزینه نیروی انسانی و شرایط سخت کاری در فضای گلخانه می‌باشد. در این پژوهش سامانه بینایی یک روبات برای برداشت فلفل دلمه ارائه می‌شود که قادر به تشخیص فلفل دلمه‌ای سبز رنگ روی بوته در شرایط نور طبیعی می‌باشد. چالش بزرگ پیش روی این تحقیق و برخی محصولات دیگر، مشابهت رنگ محصول با برگ‌ها به‌خصوص در شرایط نور طبیعی بود. برای غلبه بر این چالش، یک شاخص جدید بافتی بر پایه تخمین چگالی لبه تعریف و در ترکیب با شاخص‌های رنگی شامل رنگمایه، شدت اشباع رنگی و سبزینگی تشدید شده (egi) برای شناسایی میوه‌های مورد نظر استفاده شد. برای ارزیابی سامانه نرم افزاری روبات، از بوته‌های مختلف 50 تصویر تهیه و از مجموع 107 فلفل دلمه موجود در فضای کاری بازوی روبات سامانه قادر به تشخیص 92 عدد از آن‌ها (دقت تشخیص 86% ) بود. با استفاده از پارامتر تعریف شده بافتی، خطای سامانه در شناسایی پس زمینه مخصوصاً برگ‌ها به‌عنوان فلفل دلمه‌های سبز به‌میزان 98/92 درصد کمتر از آنالیز صرفاً رنگی شد، که نشان از موثر بودن شیوه تعریف شده جدید در این پژوهش دارد. از مهم‌ترین عوامل بروز خطا، علاوه بر تشابه رنگی میان فلفل دلمه و برگ، می‌توان به سطح براق و ناصاف فلفل دلمه اشاره نمود که به‌ترتیب باعث بازتابش زیاد و ناهمگنی روشنایی روی سطح فلفل دلمه می‌شود.