基于單目視覺農(nóng)田機(jī)器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化發(fā)展可以解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理時(shí)存在高成本、低產(chǎn)量、低效益和環(huán)境污染等問題，而現(xiàn)代大型智能農(nóng)機(jī)存在運(yùn)行成本大，不便于管理維護(hù)等問題，小型智能農(nóng)機(jī)靈活性高、操作簡(jiǎn)單，本文針對(duì)小型智能農(nóng)機(jī)處理實(shí)時(shí)性等方面存在問題，改進(jìn)了農(nóng)田視覺導(dǎo)航算法，制定了系統(tǒng)通信方案，并設(shè)計(jì)了農(nóng)田機(jī)器人系統(tǒng)平臺(tái)加以驗(yàn)證。
　　本文完成的主要工作如下:
　　(1)農(nóng)田秧苗圖像預(yù)處理方法研究，分析比較不同彩色空間模型下秧苗圖像的特征并進(jìn)行

2、灰度化處理，在此基礎(chǔ)上研究了秧苗和農(nóng)田背景的圖像分割算法，進(jìn)而通過形態(tài)學(xué)濾波去噪后獲得符合要求的二值化圖像，并進(jìn)行圖像的邊緣檢測(cè)處理，為后續(xù)圖像處理提供較為合適的邊緣檢測(cè)圖像。
　　(2)秧苗行中心線提取方法研究，在Hough變換算法的基礎(chǔ)上將各點(diǎn)向整個(gè)參數(shù)空間的投票轉(zhuǎn)化為僅向某個(gè)定點(diǎn)參數(shù)空間投票，并結(jié)合動(dòng)態(tài)調(diào)整ROI區(qū)域?qū)ough變換進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)而通過一元線性回歸分析方法來擬合秧苗行中心線，從而完成秧苗行中心線提取。最后設(shè)計(jì)

3、了秧苗行中心線提取方法的處理流程，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)后的算法有效可行并減少了處理的耗時(shí)。
　　(3)通信協(xié)議制訂與研究，通過自動(dòng)導(dǎo)航和手動(dòng)控制的兩種模式來有效解決農(nóng)田機(jī)器人在進(jìn)行田間任務(wù)時(shí)遇到的異常情況。分析了通信數(shù)據(jù)交互流程，制定了農(nóng)田機(jī)器人系統(tǒng)通信協(xié)議與接口，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)串口通信和網(wǎng)絡(luò)通信。
　　(4)視覺導(dǎo)航農(nóng)田機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)，分析并實(shí)現(xiàn)農(nóng)田機(jī)器人系統(tǒng)所需的硬件組成，完成系統(tǒng)軟件的開發(fā)，并進(jìn)行農(nóng)田機(jī)器人的視覺導(dǎo)航控制實(shí)