图案的相对位置以确定每一颗果实的实际位置，针对每一个果实图案，统计像素灰度值小于等于所述预设成熟度阈值的像素数量，当统计的像素数量大于等于所述预设判定数量阈值时，确定所述果实图案对应的果实为成熟，当所述像素数量小于所述预设判定数量阈值时，确定所述果实图案对应的果实为未成熟；所述AT89C51单片机与所述采摘执行设备、所述采摘驱动设备、所述实时定位设备、所述CMOS视觉传感器、所述石榴树识别子器件、所述标定线识别子器件、所述果实识别子器件和所述果实信息采集子器件分别连接，将所述石榴树图案、所述标定线图案、所述多个果实图案、每一颗果实的是否成熟和实际位置复合到所述预处理图像上以形成复合图像，并在确定对应果实成熟时给出对应果实的驱动信号，基于对应果实实际位置和所述采摘执行设备的当前位置确定对应果实的驱动信号的内容，在确定对应果实未成熟时不给出对应果实的驱动信号，所述对应果实的驱动信号用于控制所述采摘驱动设备驱动所述采摘执行设备到达对应果实的实际位置以实现对对应果实的采摘；其中，所述AT89C51单片机按预设顺序发送多个果实图案分别对应的多个对应果实的驱动信号，并在发送完毕所有对应果实的驱动信号后，发出石榴树采摘结束信号。
[0009]更具体地，在所述石榴树电子化自动采摘平台中，所述小波滤波子器件、所述灰度化处理子器件、所述石榴树识别子器件、所述标定线识别子器件、所述果实识别子器件和所述果实信息采集子器件分别采用不同的FPGA芯片来实现。
[0010]更具体地，在所述石榴树电子化自动采摘平台中，所述小波滤波子器件、所述灰度化处理子器件、所述石榴树识别子器件、所述标定线识别子器件、所述果实识别子器件和所述果实信息采集子器件被集成到一块集成电路板上。
[0011 ] 更具体地，在所述石榴树电子化自动采摘平台中，所述小波滤波子器件、所述灰度化处理子器件、所述石榴树识别子器件、所述标定线识别子器件、所述果实识别子器件和所述果实信息采集子器件被集成到一块FPGA芯片中。
[0012]更具体地，在所述石榴树电子化自动采摘平台中，所述石榴树图像和所述预处理图像的分辨率都为3840X2160。
【附图说明】
[0013]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中:
[0014]图1为根据本发明实施方案示出的石榴树电子化自动采摘平台的结构方框图。
[0015]图2为根据本发明实施方案示出的石榴树电子化自动采摘平台的果实信息检测器的结构方框图。
【具体实施方式】
[0016]下面将参照附图对本发明的石榴树电子化自动采摘平台的实施方案进行详细说明。
[0017]石榴原产于伊朗、阿富汗等小亚西亚国家。今天在伊朗、阿富汗和阿塞拜疆以及格鲁吉亚共和国的海拔300-1000米的山上，尚有大片的野生石榴林。
[0018]石榴是人类引种栽培最早的果树和花木之一，在中国、印度及亚洲、非洲、欧洲沿地中海各地，均作为果树栽培，而以非洲尤多。美国主要分布在加利福尼亚州。欧洲西南部伊比利亚半岛上的西班牙把石榴作为国花，在50万平方公里国土上，不论是高原山地、市镇乡村的房舍前后，还是海滨城市的公园、花园，石榴花栽种特多。石榴在原产地伊朗及附近地区分布较广，选育了不少优异品种。石榴因其花果美丽，栽培容易，深受人们喜爱。
[0019]当前石榴树生产的趋势越来越集中化，每一个种植园只种植几种甚至一种类型的石榴树，石榴树的数量巨大。这样特点的种植方式，在使用机械作业的情况下，能提高种植的效率和效益。然而，由于果实采摘的专业性和果实生长的分散性，完全替代人工采摘的电子采摘方案实施比较困难。即使存在一些电子采摘方案，也由于采用的是基于图像处理的手段，无法避免各种雾霾天气对图像的干扰，导致电子采摘的应用条件比较苛刻。
[0020]本发明搭建了一种石榴树电子化自动采摘平台，采用完全电子化的方式实现对固定类型的石榴树的采摘，除了采摘石榴树的更换采用远程人工控制以外，整个采摘过程不需要其他人工操作参与，同时，采用图像预处理设备消除了检测图像中的雾霾成分，使得本发明的采摘平台能适用于各种雾霾天气。
[0021]图1为根据本发明实施方案示出的石榴树电子化自动采摘平台的结构方框图，所述采摘平台位于待采摘石榴树的前方，包括:CM0S视觉传感器1、图像预处理器2、果实信息检测器3和AT89C51单片机4，所述CMOS视觉传感器I用于对待采摘石榴树拍摄以获得石榴树图像，所述图像预处理器2用于去除所述石榴树图像中的雾霾成分以获得预处理图像，所述果实信息检测器3用于对所述预处理图像执行图像处理，以确定所述待采摘石榴树上的每一颗果实是否成熟以及实际位置，所述AT89C51单片机4与所述果实信息检测器3连接，基于所述待采摘石榴树上的每一颗果实是否成熟以及实际位置确定对应果实的采摘策略。
[0022]接着，继续对本发明的石榴树电子化自动采摘平台的具体结构进行进一步的说明。
[0023]所述采摘平台还包括:供电电源，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压。
[0024]所述采摘平台还包括:采摘执行设备，用于采摘所述待采摘石榴树上的果实；采摘驱动设备，用于驱动所述采摘执行设备；实时定位设备，位于所述采摘执行设备上，用于实时定位所述采摘执行设备的当前位置。
[0025]所述采摘平台还包括:无线收发机，与远端的农林管理控制平台建立双向的无线通信链路，用于接收所述农林管理控制平台发送的控制指令，所述控制指令包括每一株石榴树的当前位置，还与所述AT89C51单片机4连接以无线发送复合图像和石榴树采摘结束信号。
[0026]所述采摘平台还包括:北斗星定位器，用于实时接收北斗星定位卫星发送的所述采摘平台的当前北斗星数据。
[0027]所述采摘平台还包括:采摘平台驱动设备，与所述无线收发机和所述北斗星定位器分别连接，包括直流电动机，用于根据每一株石榴树的当前位置和当前北斗星数据，驱动所述采摘平台到达每一株石榴树的当前位置的前方。
[0028]所述采摘平台还包括:存储设备，用于预先存储预设成熟度阈值和预设判定数量阈值，所述预设成熟度阈值为一灰度值，还用于预先存储石榴树上限灰度阈值、石榴树下限灰度阈值、果实上限灰度阈值和果实下限灰度阈值，所述石榴树上限灰度阈值和所述石榴树下限灰度阈值用于将图像中的石榴树和背景分离，所述果实上限灰度阈值和所述果实下限灰度阈值用于将图像中的果实和背景分离，还用于预先存储标定线上限灰度阈值和标定线下限灰度阈值，所述标定线上限灰度阈值和所述标定线下限灰度阈值用于将图像中的标定线和背景分离，标定线在被拍摄目标上的位置为已知数据。
[0029]所述图像预处理器2还包括以下部件:
[0030]存储子器件，用于预先存储天空上限灰度阈值和天空下限灰度阈值，所述天空上限灰度阈值和所述天空下限灰度阈值用于分离出图像中的天空区域，还用于预先存储预设像素值阈值，所述预设像素值阈值取值在O到255之间；
[0031]雾霾浓度检测子器件，位于空气中，用于实时检测所述采摘平台所在位置的雾霾浓度，并根据雾霾浓度确定雾霾去除强度，所述雾霾去除强度取值在O到I之间；
[0032]区域划分子器件，连接所述CMOS视觉传感器I以接收所述石榴树图像，对所述石榴树图像进行灰度化处理以获得灰度化区域图像，还与存储子器件连接，将所述灰度化区域图像中灰度值在所述天空上限灰度阈值和所述天空下限灰度阈值之间的像素识别并组成灰度化天空子图案，从所述灰度化区域图像分割出所述灰度化天空子图案以获得灰度化非天空子图像，基于所述灰度化非天空子图像在所述巡逻区域图像中的对应位置获得与所述灰度化非天空子图像对应的彩色非天空子图像；
[0033]黑色通道获取子器件，与所述区域划分子器件连接以获得所述彩色非天空子图像，针对所述彩色非天空子图像中每一个像素，计算其R，G，B三颜色通道像素值，在所述彩色非天空子图像中所有像素的R，G，B三颜色通道像素值中提取一个数值最小的颜色通道像素值所在的颜色通道作为黑色通道；
[0034]整体大气光值获取子器件，与所述存储子器件连接以获得预设像素值阈值，与所述区域划分子器件和所述黑色通道获取子器件分别连接以获得所述石榴树图像和所述黑色通道，将所述石榴树图像中黑色通道像素值大于等于预设像素值阈值的多个像素组成待检验像素集，将所述待检验像素集中具有最大灰度值的像素的灰度值作为整体大气光值；
[0035]大气散射光值获取子器件，与所述区域划分子器件和所述雾霾浓度检测子器件分别连接，对所述石榴树图像的每一个像素，提取其R，G，B三颜色通道像素值中最小值作为目标像素值，使用保持边缘的高斯平滑滤波器EPGF(edge-preser