基于图像法识别定位的球形植物修剪车研究

发布时间：2020-08-22 20:52

【摘要】：公路绿化带具有绿化、水土保持、视线诱导、指示、防眩、遮蔽等功能,是公路的重要组成部分。公路绿化带植物传统的修剪方法是由专业的绿化养护人员进行手工修剪,绿化养护人员在修剪绿化带植物时存在劳动强度大、工作环境差、修剪难度大的缺点,特别是高速公路绿化养护人员在对绿化带植物进行修剪工作时还会增加交通事故发生的几率。为了减轻绿化养护人员的劳动强度,降低因公路绿化带修剪而引起交通事故的发生率,本文对公路扫雪车进行改造,使其成为球形植物修剪车。具体方案是拆下公路扫雪车的前置扫雪模块,设计一种弧形修剪刀头,改造为球形植物修剪模块。为了提高球形植物修剪车的自动化水平,本文对球形植物修剪车进行深入研究,结合图像处理方法,设计一种对球形植物的自动识别定位系统。主要方案是在修剪刀头位置加装相机,对目标球形植物进行图像采集,并对采集到的球形植物俯视图像进行一系列的图像处理,最终得到球形植物在图像的中心点坐标和半径。自动识别定位系统的实现可以为球形植物修剪车提供待修剪植物的准确位置信息,使得球形植物修剪车能够根据目标球形植物的位置信息自动调整修剪刀头位置,实现自动定位,自动修剪。本文的主要研究内容包括两部分,一是对公路扫雪车进行改造,完成球形植物修剪模块的结构设计,使其成为球形植物修剪车;二是球形植物的视觉检测识别定位系统设计,通过图像处理方法对球形植物俯视图像进行处理,并对修剪模块机械臂运动轨迹作了初步分析。本文工作内容如下:(1)对公路扫雪车进行结构改造,使其成为球形植物修剪车,对球形植物修剪模块刀头进行结构设计,设计一种弧形刀头,使其能够合理有效的修剪绿化带球形植物。(2)在球形植物修剪车修剪刀头上部安装相机,对目标球形植物进行俯视图像采集,对图像进行边缘检测和阈值分割,主要目的是提取图像中球形植物所在的区域,分析在不同方法下的球形植物俯视图像分割效果。(3)针对传统图像分割方法的不足,分析本文原始图像的特征,提出基于HSV模型的球形植物分割方法,利用HSV模型分量中的色调和饱和度对球形植物俯视图像进行图像预处理,并对球形植物投影图像进行HSV模型分割,实验结果表明此方法可以有效地将球形植物从图像中分割出来。(4)对球形植物HSV模型图像进行形态学处理,包括腐蚀、膨胀、填充和去噪处理,去除图像中的噪声,只保留球形植物区域;并对得到的理想化球形植物二值化图像进行标定,得到球形植物俯视图像中目标圆形区域的中心点坐标和像素半径。(5)将得到的目标位置信息反馈给球形植物修剪车,对修剪模块三关节机械臂运动轨迹作了初步分析。通过改造公路扫雪车前端的扫雪平台模块,设计一种针对球形植物进行修剪的修剪模块,使其成为球形植物修剪车,该车可以合理有效的对绿化带球形植物进行一次性修剪;为了提高球形植物修剪车的自动化水平,设计一种针对球形植物的自动检测识别定位系统,通过图像处理方法,得到目标球形植物投影的中心点坐标和像素半径,从而可以实现修剪车对绿化带球形植物的自动识别定位和自动修剪。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U418.3
【图文】：

公路绿化带,绿化带

第一章绪论逡逑１．１选题背景及研究意义逡逑绿化带是公路的重要组成部分，绿化带（如图１－１）最主要的功用是夜晚车辆在高速行逡逑驶过程中不会被相向车辆的远光灯直接照到眼睛，从而可以为驾驶员提供一个安全的驾驶逡逑环境，保证夜间的安全驾驶，同时也具有绿化、加强水土保持、视线诱导、标志、指示、逡逑防眩、遮蔽等功能。为了维护绿化带合理的形态，保持绿化带的美观性，绿化带中的植物逡逑需要定期的修剪，使得绿化带植物形状保持在合理的空间之内。传统的绿化带植物修剪都逡逑是由绿化养护人员进行的，但是由于人工修剪劳动强度大，更重要的是绿化养护人员在公逡逑路上对绿化带植物进行修剪存在较大的安全隐患，容易引起交通事故的发生。随着我国工逡逑业不断的发展，科技的不断进步，自动修剪设备越来越多的投入到公路绿化带植物修剪工逡逑作中

绿化带,球形,植物,扫雪车

在秋冬季天气寒冷的条件下，此类植物会保持长青状态，生长缓慢，但到了春逡逑季，天气回暖，这类植物的部分枝条便开始徒长。综上所述，本文对扫雪车改造的球形植逡逑物修剪车的作业对象为绿化带球形植物，如图２－１所示。逡逑■Ｍ逡逑图２－１绿化带球形植物逡逑

机械臂,简单机械,球形,绿化带

【相似文献】