基于机器视觉的自走式烟叶收获机导航技术研究

摘要

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。

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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

3．1．3 基于区域的图像分割法

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

攻读硕士学位期间发表的论文