基于机器视觉的农田作物行检测方法研究
本文选题:作物行检测 切入点:视觉导航 出处:《河南理工大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:本课题的研究内容为基于机器视觉的农田作物行检测。以农田作物为研究对象,根据其垄行种植的特点,利用数字图像处理技术提取作物行直线,实现农事中耕管理期间农业机器人自动导航的目标。本文的主要研究内容如下:(1)研究农田作物图像的灰度转换和分割过程。通过对不同彩色模型下的农田作物图像进行分析,提出采用RGB模型研究图像。综合考虑了程序的运行时间及处理效果后,提出采用加强绿色分量(G),抑制蓝色(B)和红色分量(R)的颜色特征因子2G-R-B对图像进行灰度转换,并利用Otsu法对经过灰度转换的图像进行二值化处理分割作物区域和背景区域。(2)研究农田作物图像中作物行特征点的提取方法。根据农田作物垄行种植的特点,提出了基于移动窗的作物行特征点提取方法和改进的基于移动窗的作物行特征点提取方法。第一种方法通过构造一个矩形窗口,采用每隔五行逐列扫描二值图像的方法,提取若干能够代表作物行中心的特征点。考虑到相邻两条水平扫描线之间,同一条作物行的特征点所在的列的位置变化不会很大这样一个事实,提出了另一种改进的特征点提取方法,首先利用移动窗口在第一条水平扫描线上逐列扫描提取若干作物行特征点,然后在后续扫描线上,基于前一次扫描获取的特征点所在的列给出一个小的改变,进行邻近区域扫描的方法提取剩余特征点。(3)研究作物行直线检测方法。针对Hough变换峰值检测困难的问题,提出了一个基于Hough变换与消隐点的作物行检测算法。首先利用Hough变换对上一步获取的特征点图像进行直线拟合,提取出所有可能的候选作物行,然后利用K-means聚类算法确定作物行直线形成的消隐点的位置,最后利用消隐点原理消除伪执作物行,识别出正确的作物行。该算法与其他的基于Hough变换的方法相比,不仅能够避免峰值寻找的困难,而且具有速度快、更简单、易于实现的特点。(4)对提出的作物行检测算法进行试验验证与分析。结果表明,本文提出的作物行检测算法,能够有效地检出作物行直线,检测率达到90%以上。
[Abstract]:The purpose of this paper is to detect crop lines based on machine vision. According to the characteristics of ridge planting, the line line of crop is extracted by digital image processing technology. The main research contents of this paper are as follows: 1) the grayscale conversion and segmentation process of crop images are studied. Through the analysis of cropland crop images under different color models, the main contents of this paper are as follows: (1) the main contents of this paper are as follows: (1) the main contents of this paper are as follows: 1. In this paper, RGB model is used to study images. After considering the running time and processing effect of the program, it is proposed that the color feature factor (2G-R-B), which is used to strengthen the green component and suppress the blue and red components, is used to transform the gray level of the image. The method of extracting crop row feature points from farmland crop image is studied by using Otsu method to segment crop region and background area by binary processing. According to the characteristics of crop ridge planting, the paper studies the method of extracting crop row feature points from field crop image. In this paper, a method of crop row feature point extraction based on moving window and an improved method of crop row feature point extraction based on moving window are proposed. Extract a number of feature points that represent the center of a crop row. Taking into account the fact that the position of the column in which the feature points of the same crop row do not change significantly between two adjacent horizontal scan lines, In this paper, another improved feature point extraction method is proposed. Firstly, a moving window is used to extract a number of crop row feature points on the first horizontal scan line, and then on the subsequent scanning line. Based on the list of feature points obtained from the previous scan, a small change is given, and the residual feature points are extracted by scanning the adjacent region.) the method of crop line line detection is studied. Aiming at the problem of Hough transform peak detection, it is difficult to detect the peak value of crop line. A crop row detection algorithm based on Hough transform and blanking point is proposed. Firstly, the feature point images obtained in the previous step are fitted by Hough transform, and all possible candidate crop rows are extracted. Then, K-means clustering algorithm is used to determine the location of the blanking point formed by the straight line of the crop line, and finally, the false crop row is eliminated by using the blanking point principle, and the correct crop row is recognized. The algorithm is compared with other methods based on Hough transform. It can not only avoid the difficulty of finding the peak value, but also has the characteristics of fast, simpler and easy to realize. The proposed crop row detection algorithm is tested and analyzed. The results show that the crop row detection algorithm proposed in this paper is simple and easy to implement. The linear line of crop can be detected effectively, and the detection rate is over 90%.
【学位授予单位】:河南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP391.41
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 贾熹滨;石勤;尹宝才;;由粗到细的渐进式特征点定位算法[J];北京工业大学学报;2006年05期
2 郑林;刘泉;王林涛;;一种基于特征点的跟踪算法[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2006年03期
3 江诗锋;何振峰;;基于特征点的行车数据序列对齐[J];福州大学学报(自然科学版);2010年02期
4 周全峗;史泽林;;辐射模糊图像的特征点稳定性分析[J];光电工程;2013年06期
5 魏立梅,张永瑞,谢维信,程相君;人脸识别中基准点的选取与特征点定位[J];西安电子科技大学学报;1998年01期
6 许承慧;刘桂华;梁峰;;非特征点双目测距技术研究[J];微型机与应用;2013年22期
7 潘翔;章国栋;陈启华;;三维可变形物体的特征点层次提取[J];计算机科学;2014年04期
8 陶刚,卢昀,李吉桂;细化指纹图中伪特征点的一体化去除算法[J];现代计算机(专业版);2002年10期
9 仲启媛,谭立龙;一种确定运动目标特征点的算法[J];计算机工程;2003年10期
10 胡迎春,张增芳,梁数;人脸图像嘴巴特征点自动提取系统[J];广西工学院学报;2003年02期
相关会议论文 前10条
1 汪力;叶桦;夏良正;;利用特征点定位嘴巴[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 付洪川;王剑;万婵;赵建英;付凯;;图像特征点匹配算法的研究与改进[A];2009中国控制与决策会议论文集(1)[C];2009年
3 温文雅;陈建华;;一种基于特征点的图像匹配算法[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
4 任明武;胡明昊;杨静宇;;一种快速实用的特征点匹配算法[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
5 许竞;姜波;;摄像机运动下特征点追踪方法研究[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
6 张田;王希常;苏志荣;;基于特征点和轮廓检测的粘连数字分割[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
7 杜鹏飞;彭代强;林幼权;;基于二乘向量机的特征点配准算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
8 舒志龙;阮秋琦;;基于KLT特征点跟踪的图象拼接[A];中国体视学学会图像分析专业、中国体视学学会仿真与虚拟现实专业、中国航空学会信号与信息处理专业第一届联合学术会议论文集[C];2000年
9 杨向林;严洪;任兆瑞;陈靖一;;基于小波变换的ECG信号多特征点综合检测算法[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
10 韩广良;陈小云;;利用多特征点搜索实现纸钞图像的状态检测[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
相关重要报纸文章 前1条
1 本报记者 王宇;芯技术点亮未来[N];电脑报;2010年
相关博士学位论文 前10条
1 刘洪涛;基于视觉的微夹持构件受力与应变测量方法[D];上海交通大学;2014年
2 刘通;面向心拍识别的心电信号的高层特征研究[D];吉林大学;2016年
3 廖斌;基于特征点的图像配准技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
4 杨占龙;基于特征点的图像配准与拼接技术研究[D];西安电子科技大学;2008年
5 杨利敏;图像特征点定位算法研究及其应用[D];上海交通大学;2008年
6 李旭东;基于特征点的增强现实三维注册算法研究[D];天津大学;2009年
7 鲁统伟;前视目标图像匹配定位技术研究[D];华中科技大学;2008年
8 戴激光;渐进式多特征异源高分辨率卫星影像密集匹配方法研究[D];辽宁工程技术大学;2013年
9 宋琳;无人机飞行途中视觉导航关键技术研究[D];西北工业大学;2015年
10 杨奎元;基于深层结构的图像内容分析及其应用[D];中国科学技术大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 曾宝莹;基于图像识别的中国书法真伪鉴别方法研究[D];西安建筑科技大学;2015年
2 周兆镇;基于双目视觉的特征点匹配算法研究[D];西安建筑科技大学;2015年
3 冯翔;基于人脸对齐和多特征融合的人脸识别方法研究[D];南京理工大学;2015年
4 姜小会;基于特征点的图像拼接技术研究[D];山东建筑大学;2015年
5 吴昊;基础矩阵估计方法研究[D];兰州大学;2015年
6 陈伟;基于唇形特征的身份识别算法的设计[D];兰州大学;2015年
7 秦清欣;GPS辅助摄影测量的边坡监测技术研究[D];南京理工大学;2015年
8 宋伟;远程火光瞄准与探测系统设计[D];西安工业大学;2015年
9 刘智;塑料面膜印刷质量的视觉检测方法研究[D];沈阳理工大学;2015年
10 任筱强;行星及行星卫星着陆探测自主导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
,本文编号:1649082
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/1649082.html