基于机器视觉的农机导航算法研究
发布时间：2022-01-07 16:14
农机自动导航是精准农业和智慧农业中的重要组成部分,而基于机器视觉的导航方式是未来农机自动导航的一个主流方向。在农机视觉自动导航系统中,精确地检测出导航线具有非常重要的意义。论文对基于机器视觉的农机导航线提取算法做了初步的研究,首先将农机摄像头采集的农田图像在RGB颜色空间中进行预处理,然后进行孔洞填充和提取ROI,最后根据农田图像的特点提出三种不同的特征点提取并拟合导航线的方法。论文主要研究内容如下:（1）农田图像的预处理。通过分析和对比不同灰度化算法、阈值分割算法和形态学滤波算法对RGB农田图像处理的效果,选定适合的农田图像预处理方法。（2）孔洞填充和ROI创建。将预处理后的二值图像采用形态学方法对前景和背景中的全部孔洞进行填充,并根据农田图像中导航路径的特点创建梯形ROI,以减小干扰和提高后续检测效率。（3）基于作物行边缘的特征点提取及导航线拟合。通过分析和对比不同边缘检测算子的边缘检测原理以及对农田二值图像进行作物行边缘检测的效果,选择合适的边缘检测算子进行作物行边缘的检测,然后提取ROI以减少要处理的边缘点数量,接着每隔几行计算全部边缘坐标中点作为导航特征点,最后利用最小二乘法...
【文章来源】：广西科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ExG因子灰度直方图
图 2-5 不同阈值分割法的分割效果Fig 2-5 Segmentation effect of different threshold segmentation methods从图2-5中可以看出：灰度直方图峰谷法阈值分割的效果最好，然而不同农田图像的灰度直方图包络线形状不同，可能存在双峰不明显或双峰之间的波谷不明显等情况。如图2-6所示农田图像其灰度直方图只有单峰。此时确定阈值会比较困难，算法失效。此外，搜索双峰之间的波谷耗时相对较长。最大类间方差法分割效果虽然没有灰度直方图峰谷法阈值分割的效果好，农作物边缘叶片有断裂现象，但还是能够较好地将农作物与背景分离开来，且分割算法简单、运算速度快，因此在实际中是应用较广泛的一种阈值分割算法。最大熵法分割效果最差，出现了过分割现象，分割后的二值图像中孔洞较多
其含义是用结构B腐蚀A时，当B的原点平移到图像A的像元( x , y )处时，如果B完全被包含在图像A重叠的区域，即B中为1的元素位置上对应A的像素值也为1，则输出图像( x , y )处的像素赋值为1，否则为0。腐蚀运算过程如图2-7所示。可见，腐蚀使目标区域变小。图 2-7 腐蚀运算示意图Fig 2-7 The processing of corrosion
【参考文献】：
期刊论文
[1]北斗卫星定位系统在精准农业中的应用——以山西省晋中市为例[J]. 张洪菠,张强. 农业开发与装备. 2018(10)
[2]新疆兵团精准农业发展与北斗卫星导航技术的应用[J]. 赵岩,陈学庚,温浩军. 石河子大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]基于遗传算法的激光视觉焊缝特征点提取[J]. 张斌,常森,王桔,王倩. 中国激光. 2019(01)
[4]基于连通区域标记的区域填充算法[J]. 苗龙元,于正林,王震. 长春理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[5]AGV导航技术的创新路径[J]. 张颖川. 物流技术与应用. 2018(07)
[6]北斗导航农机自动驾驶系统在新疆石河子精准农业的应用[J]. 李进江,王四平. 农业工程技术. 2018(18)
[7]基于自适应阈值和连通域的隧道裂缝提取[J]. 罗佳,刘大刚. 西南交通大学学报. 2018(06)
[8]图像边缘检测效果的边缘连续性评价算法[J]. 王洪申,张翔宇,豆永坤,汪雨蓉. 计算机工程与应用. 2018(16)
[9]基于连通区域标记算法的圆检测算法的研究[J]. 沈夏炯,段晓宇,原万里,韩道军. 计算机工程与应用. 2018(21)
[10]北斗高精度位置服务在精准农业中的应用[J]. 王海涛,张丹. 测绘通报. 2017(S2)
博士论文
[1]基于虚拟现实的拖拉机双目视觉导航试验方法研究[D]. 翟志强.中国农业大学 2017
[2]图像感兴趣区域提取方法研究[D]. 陈再良.中南大学 2012
硕士论文
[1]输电线路绝缘子识别与故障状态检测技术研究[D]. 张慧莹.西安工程大学 2018
[2]基于视频的车流量智能交通检测系统研究[D]. 黄鑫.西南交通大学 2018
[3]基于深度卷积神经网络的单幅图像超分辨率重建研究[D]. 郭晓.南京航空航天大学 2018
[4]图像处理在PCB测点定位系统中的应用[D]. 周欣.东南大学 2018
[5]全自动水草清理作业船视觉辅助导航技术研究[D]. 陈旭.江苏大学 2017
[6]丘陵山地采摘机器人移动平台结构设计与视觉导航研究[D]. 毛方东.重庆理工大学 2017
[7]基于嵌入式视觉的自动导航系统研究[D]. 汤有胜.湖北工业大学 2016
[8]基于图像理解的水田除草机器人视觉导航系统研究[D]. 陈少杰.华南理工大学 2016
[9]基于轨边图像SURF特征的动车底部部件异常检测算法[D]. 彭丹.北京交通大学 2016
[10]基于双目视觉的杂草识别系统研究[D]. 王璨.山西农业大学 2015
本文编号：3574856
【文章来源】：广西科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ExG因子灰度直方图
图 2-5 不同阈值分割法的分割效果Fig 2-5 Segmentation effect of different threshold segmentation methods从图2-5中可以看出：灰度直方图峰谷法阈值分割的效果最好，然而不同农田图像的灰度直方图包络线形状不同，可能存在双峰不明显或双峰之间的波谷不明显等情况。如图2-6所示农田图像其灰度直方图只有单峰。此时确定阈值会比较困难，算法失效。此外，搜索双峰之间的波谷耗时相对较长。最大类间方差法分割效果虽然没有灰度直方图峰谷法阈值分割的效果好，农作物边缘叶片有断裂现象，但还是能够较好地将农作物与背景分离开来，且分割算法简单、运算速度快，因此在实际中是应用较广泛的一种阈值分割算法。最大熵法分割效果最差，出现了过分割现象，分割后的二值图像中孔洞较多
其含义是用结构B腐蚀A时，当B的原点平移到图像A的像元( x , y )处时，如果B完全被包含在图像A重叠的区域，即B中为1的元素位置上对应A的像素值也为1，则输出图像( x , y )处的像素赋值为1，否则为0。腐蚀运算过程如图2-7所示。可见，腐蚀使目标区域变小。图 2-7 腐蚀运算示意图Fig 2-7 The processing of corrosion
【参考文献】：
期刊论文
[1]北斗卫星定位系统在精准农业中的应用——以山西省晋中市为例[J]. 张洪菠,张强. 农业开发与装备. 2018(10)
[2]新疆兵团精准农业发展与北斗卫星导航技术的应用[J]. 赵岩,陈学庚,温浩军. 石河子大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]基于遗传算法的激光视觉焊缝特征点提取[J]. 张斌,常森,王桔,王倩. 中国激光. 2019(01)
[4]基于连通区域标记的区域填充算法[J]. 苗龙元,于正林,王震. 长春理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[5]AGV导航技术的创新路径[J]. 张颖川. 物流技术与应用. 2018(07)
[6]北斗导航农机自动驾驶系统在新疆石河子精准农业的应用[J]. 李进江,王四平. 农业工程技术. 2018(18)
[7]基于自适应阈值和连通域的隧道裂缝提取[J]. 罗佳,刘大刚. 西南交通大学学报. 2018(06)
[8]图像边缘检测效果的边缘连续性评价算法[J]. 王洪申,张翔宇,豆永坤,汪雨蓉. 计算机工程与应用. 2018(16)
[9]基于连通区域标记算法的圆检测算法的研究[J]. 沈夏炯,段晓宇,原万里,韩道军. 计算机工程与应用. 2018(21)
[10]北斗高精度位置服务在精准农业中的应用[J]. 王海涛,张丹. 测绘通报. 2017(S2)
博士论文
[1]基于虚拟现实的拖拉机双目视觉导航试验方法研究[D]. 翟志强.中国农业大学 2017
[2]图像感兴趣区域提取方法研究[D]. 陈再良.中南大学 2012
硕士论文
[1]输电线路绝缘子识别与故障状态检测技术研究[D]. 张慧莹.西安工程大学 2018
[2]基于视频的车流量智能交通检测系统研究[D]. 黄鑫.西南交通大学 2018
[3]基于深度卷积神经网络的单幅图像超分辨率重建研究[D]. 郭晓.南京航空航天大学 2018
[4]图像处理在PCB测点定位系统中的应用[D]. 周欣.东南大学 2018
[5]全自动水草清理作业船视觉辅助导航技术研究[D]. 陈旭.江苏大学 2017
[6]丘陵山地采摘机器人移动平台结构设计与视觉导航研究[D]. 毛方东.重庆理工大学 2017
[7]基于嵌入式视觉的自动导航系统研究[D]. 汤有胜.湖北工业大学 2016
[8]基于图像理解的水田除草机器人视觉导航系统研究[D]. 陈少杰.华南理工大学 2016
[9]基于轨边图像SURF特征的动车底部部件异常检测算法[D]. 彭丹.北京交通大学 2016
[10]基于双目视觉的杂草识别系统研究[D]. 王璨.山西农业大学 2015
本文编号：3574856
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3574856.html
