基于机器视觉的自走式烟叶收获机导航技术研究

发布时间：2021-07-13 11:18

　　农业机械自动化的自动导航技术是现代精细农业的关键技术之一，也是实施精准农业的基础，像烟叶收获机等用于大面积垦区的收获机械，由于采收时间长，劳动强度大，对自动导航技术的需求尤为迫切。GPS、多传感器融合等自动导航技术在实际应用中效果并不理想，视觉导航在识别路径、鲁棒性强等方面的优势使其成为自动导航技术研究的热点。视觉导航就是通过采集图像，运用图像处理、计算机视觉、模式识别等技术获取运动物体的运动信息和环境特征，把导航引导线拟合出来，实现导航。下面重点是利用机器视觉对自走式烟叶收获机的自动导航进行研究。本文简单的阐述了视觉导航的发展历程和国内外专家的研究方向，说明了本文的课题来源、主要任务、目的和意义等；对图像的采集，主要讨论了视觉方式的选择，图像采集设备的选择，接口方式以及摄像机的定位；通过对各种预处理算法的分析，选择运用超绿特征方法和合适阈值来分割原始图像，抑制噪声则先后利用两种不同的算法进行处理；最后是视觉导航最重要的一步了，提取导航路径。本研究首先尝试了通过Hough变换来取得路径引导线，结果不理想，然后再用最小二乘法对比五种不同算法拟合出更合理的路径引导线。 

【文章来源】：河南农业大学河南省

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
1 绪论
    1.1 课题来源及主要内容
    1.2 课题研究的背景和意义
    1.3 国内外视觉导航研究现状
        1.3.1 国外视觉导航在农业领域的研究现状
        1.3.2 国内视觉导航在农业领域的研究现状
    1.4 本章小结
2 图像的获取
    2.1 图像获取方式的选择
    2.2 图像获取设备的选择
        2.2.1 CCD 图像传感器
        2.2.2 CMOS 图像传感器
    2.3 图像传感器与 CPU 的接口方式
        2.3.1 IEEE1394 标准
        2.3.2 USB 技术
    2.4 图像传感器的选择
    2.5 摄像机的定位
    2.6 本章小结
3 图像预处理的算法分析
    3.1 图像分割
        3.1.1 图像分割概述
        3.1.2 基于边缘的图像分割法
            3.1.2.1 梯度算子
            3.1.2.2 小波变换
            3.1.2.3 基于边缘的图像分割法小结
        3.1.3 基于区域的图像分割法
            3.1.3.1 阈值分割
            3.1.3.2 超绿特征分割
            3.1.3.3 基于区域的图像分割法小结
    3.2 消除噪声
        3.2.1 均值滤波
        3.2.2 中值滤波
        3.2.3 数学形态学滤波
        3.2.4 消除噪声小结
    3.3 本章小结
4 导航路径提取方法研究
    4.1 Hough 变换
        4.1.1 Hough 变换原理
        4.1.2 利用 Hough 变换提取到航线
    4.2 基于最小二乘法的曲线拟合
        4.2.1 最小二乘法的原理
        4.2.2 导航线拟合算法
        4.2.3 拟合结果及误差分析
    4.3 本章小结
5 总结与建议
    5.1 本文总结
    5.2 建议
参考文献
ABSTRACT
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光照色彩稳定性分析的温室机器人导航信息获取[J]. 袁挺,任永新,李伟,纪超,谭豫之.  农业机械学报. 2012(10)
[2]基于串行BP网络的农业机器人视觉导航控制（英文）[J]. 唐晶磊,景旭,何东健,冯大淦.  农业工程学报. 2011(02)
[3]我国烟草种质资源的种类与分布概况[J]. 任民,王志德,牟建民,刘艳华,张兴伟.  中国烟草科学. 2009(S1)
[4]农业车辆杂草环境下视觉导航路径识别方法[J]. 赵博,毛恩荣,毛文华,张小超,宋正河.  农业机械学报. 2009(S1)
[5]农田非结构特征视觉导航研究[J]. 曹倩,王库.  农业机械学报. 2009(S1)
[6]农业车辆视觉实际导航环境识别与分类[J]. 赵博,王猛,毛恩荣,张小超,宋正河.  农业机械学报. 2009(07)
[7]基于模糊控制的黄瓜采摘机器人视觉导航[J]. 任永新,谭豫之,杨会华,李伟,陈兵旗.  江苏大学学报(自然科学版). 2009(04)
[8]数字图像处理技术的应用与发展[J]. 宁天夫.  舰船电子工程. 2009(01)
[9]农用车辆视觉导航路径识别方法[J]. 赵博,朱忠祥,宋正河,谢斌,毛恩荣.  江苏大学学报(自然科学版). 2007(06)
[10]基于小波变换的边缘检测[J]. 郭立智,赵金环.  青岛理工大学学报. 2007(02)

硕士论文
[1]自走式烟叶收获机的采收刀的理论设计与分析[D]. 何慧凡.河南农业大学 2012
[2]车辆跑偏在线自动检测系统的图像处理技术研究[D]. 崔淑娟.武汉理工大学 2010
[3]基于车辆视觉导航的图像预处理的研究[D]. 罗菁.武汉理工大学 2008
[4]农业AGV视觉导航路径识别与最优控制[D]. 邵刚.江苏大学 2007
[5]基于图像分析的汽车牌照定位和字符分割算法研究与实现[D]. 贾震斌.苏州大学 2006



本文编号：3281961