基于全景視覺的農(nóng)業(yè)移動機器人自主導(dǎo)航研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)智能移動機器人是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化的有效手段之一，它是大部分農(nóng)業(yè)作業(yè)任務(wù)的移動作業(yè)平臺。農(nóng)業(yè)智能移動機器人的自主導(dǎo)航技術(shù)是一個首先要解決的問題，本文研究的主要內(nèi)容是基于折反射全景視覺系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)移動機器人自主導(dǎo)航技術(shù)，包括全景視覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和距離角度標定，農(nóng)作物行圖像采集和處理，作物行路徑識別和導(dǎo)航控制參數(shù)提取以及導(dǎo)航控制方法的研究。
　　 分析了基于折反射原理的全景視覺系統(tǒng)主要的組成部分。根據(jù)農(nóng)業(yè)機器人自主導(dǎo)航的要求和全景視覺系

2、統(tǒng)的特點，采用通過對已知參考點分段拋物插值的方法進行了距離和角度標定，得到了物像點之間的對應(yīng)關(guān)系。
　　 利用全景視覺系統(tǒng)對農(nóng)業(yè)機器人周圍的環(huán)境信息進行成像；用灰度世界假設(shè)算法對原始圖像進行顏色校正處理，這對室外或環(huán)境不可控的機器視覺系統(tǒng)是關(guān)鍵的一步；然后利用歸一化過綠特征值2×g-r-b對圖像進行灰度化，進而利用最大類間方差法對圖像進行二值化處理，得到了農(nóng)作物行環(huán)境的二值圖像；進一步用中值濾波算法去除二值圖像中的脈沖噪聲點的干

3、擾，得到了較理想的農(nóng)作物行目標和背景的二值化圖像；最后利用全景視覺系統(tǒng)距離和角度標定的結(jié)果對綠色農(nóng)作物目標像素進行了距離和角度校正，恢復(fù)了農(nóng)作物行圖像的空間直線特征。
　　 設(shè)計了農(nóng)作物行導(dǎo)航參考路徑識別和導(dǎo)航控制參數(shù)提取算法。在圖像采集和處理的結(jié)果上，利用Hough變換識別農(nóng)作物行導(dǎo)航路徑的方向信息，結(jié)合數(shù)字羅盤的初始航向角度信息和當前航向角度信息，計算出了導(dǎo)航控制參數(shù)-航向角度偏差和橫向距離偏差。
　　 設(shè)計了農(nóng)業(yè)移