發(fā)布時間：2017-12-16 22:05

  本文關鍵詞：基于單目視覺農田機器人導航控制系統(tǒng)的研究與實現

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【摘要】：農業(yè)機械智能化發(fā)展可以解決傳統(tǒng)農業(yè)在進行農業(yè)生產管理時存在高成本、低產量、低效益和環(huán)境污染等問題,而現代大型智能農機存在運行成本大,不便于管理維護等問題,小型智能農機靈活性高、操作簡單,本文針對小型智能農機處理實時性等方面存在問題,改進了農田視覺導航算法,制定了系統(tǒng)通信方案,并設計了農田機器人系統(tǒng)平臺加以驗證。本文完成的主要工作如下:(1)農田秧苗圖像預處理方法研究,分析比較不同彩色空間模型下秧苗圖像的特征并進行灰度化處理,在此基礎上研究了秧苗和農田背景的圖像分割算法,進而通過形態(tài)學濾波去噪后獲得符合要求的二值化圖像,并進行圖像的邊緣檢測處理,為后續(xù)圖像處理提供較為合適的邊緣檢測圖像。(2)秧苗行中心線提取方法研究,在Hough變換算法的基礎上將各點向整個參數空間的投票轉化為僅向某個定點參數空間投票,并結合動態(tài)調整ROI區(qū)域對Hough變換進行了改進,進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。最后設計了秧苗行中心線提取方法的處理流程,并進行實驗驗證了改進后的算法有效可行并減少了處理的耗時。(3)通信協(xié)議制訂與研究,通過自動導航和手動控制的兩種模式來有效解決農田機器人在進行田間任務時遇到的異常情況。分析了通信數據交互流程,制定了農田機器人系統(tǒng)通信協(xié)議與接口,實現了系統(tǒng)串口通信和網絡通信。(4)視覺導航農田機器人系統(tǒng)設計,分析并實現農田機器人系統(tǒng)所需的硬件組成,完成系統(tǒng)軟件的開發(fā),并進行農田機器人的視覺導航控制實驗,驗證視覺導航算法的有效性和準確性,并做總結分析。研究結果表明,基于OTSU算法針對閾值判別函數提出的改進算法,能有效縮短圖像預處理的時間;結合動態(tài)調整ROI區(qū)域進行Hough變換并通過一元線性回歸分析方法擬合秧苗行中心線,改進后的算法處理耗時大大縮短,滿足系統(tǒng)實時性的要求。
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41;TP242

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3 王Y，

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