基于机器视觉的农田区域边界和障碍物检测方法的研究

来源 :中国农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liujj08
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
论文主要针对智能农用车辆无人驾驶和辅助驾驶技术中的视觉信息检测展开研究,其中包括车辆作业起始和结束的农田区域边界导航路径的提取和障碍物检测等技术的研究。以农用拖拉机为试验平台,农田场景图像为研究对象,通过图像处理技术检测农田的视觉信息。 1.针对农田目标的特点,在分析了常用目标提取方法的基础上提出了基于线性区域分析的目标提取方法。逐行扫描图像,生成每行扫描线上像素灰度(或RGB图像中某种颜色分量)值的分布特征曲线,通过该曲线进行目标像素的提取。这种方法对于不同颜色的障碍物都有比较好的提取效果。 2.对农田作业流程进行了深入研究。根据农田边界在导航中的功能,把农田区域边界分为:田端田埂、目标田埂和侧向田埂三种,对田间作业进行合理假设,建立了农田作业行程模型。基于这个作业行程模型,根据田间采集的图像,对基于线性区域分析的目标提取方法进行改进,在扫描线上寻找目标田埂和侧向田埂方向候选点,利用过已知点的Hough变换求得目标田埂和侧向田埂线。在田端田埂处一般都有颜色或亮度上的变化,利用该特点检测出田端田埂。通过多种农田区域边界图像的验证,证明该方法具有检测速度快、准确率高等优点。 3.利用摄像机透视模型对双目摄像机进行了标定,利用空间三维坐标与图像坐标的对应关系,解出变换矩阵中的参数。并进一步分解出摄像机的内外参数,利用反对称矩阵求出极线约束方程。 4.针对农田环境的复杂性、障碍物的不可预见性和检测实时性的特点,采用双目立体视觉技术提出了基于线性区域分析的目标提取与特征匹配相结合的障碍物检测算法。基于线性区域分析的目标提取方法把农田区域中的可疑障碍物目标提取出来,根据左右相机中提取的可疑障碍物区域的特征相似性进行匹配,实现障碍物的检测。 5.建立了“智能农用车辆视觉导航信息检测系统”,完成了硬件组建和软件的开发,为农用车辆导航提供一个视觉信息检测平台。 6.进行了农田的静态和动态的试验,图像采集速率为15帧/秒,动态试验中试验台以5km/h的速度前进。通过800对图像的检测结果表明,完成一次障碍物检测的系统处理时间<200ms,对于低速(<1Okm/h)行驶的农用车辆完全可以满足需要;检测障碍物的正确率达到96%。
其他文献
CAD技术已广泛应用于机械、电子、建筑、航天航空等领域,为了满足特殊行业和特定产品的开发需要,通常可在通用CAD软件上进行二次开发,以提高产品设计效率和质量。由于石材旋转楼
随着我国制造业的迅速发展,三维CAD系统在各大机械加工企业中得到广泛推广,逐步形成了CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM集成的高效自动化管理模式。而在三维CAD建模方面,“参数化建模”方法
随着人们生活质量的提高,环境中问题已经越来越受到人们的关注。持久性有机污染物又是环境问题中最受人关注的一种污染,由于有机污染物的持久性、迁移性和生物积累性,已广泛分布于世界各地的生物体内,对人类的生存健康造成极大的威胁。因此,有效的监测和处理环境中的有机污染物实施,对人类健康而言意义重大,是一项长久性课题。虽然现代仪器分析检测水平已经非常先进,但环境样品基质复杂,其中持久性有机污染物存在的浓度水平
双目体视具有广阔的应用前景,随着光学、电子学以及计算机技术的发展,不断进步,逐渐实用化,双目体视将被应用于生产、生活中的各个领域。20世纪80年代初,Marr视觉计算理论的
近年来,六足机器人的研究取得了很大进展,并获得了一些实际应用,然而,从仿生的角度来讲,现有的六足机器人并未表现出体型小,质量轻,运动灵活且具有高载荷比(负载能力和自身重
道路模拟试验是从20世纪60年代开始发展起来的一种室内汽车试验技术,随着现代控制理论、控制技术以及计算机技术的飞速发展,现在道路模拟试验已经成为汽车工业的一项主要试验项
随着石油资源逐渐匮乏,原油价格上涨,温室气体效应的影响,生物质燃料的开发与应用需要进一步加强。根据我国的国情,大力发展生物质液体燃料是必然趋势。生物质制油过程可分为
摘要:《物理课程标准》指出,教师在教学过程中要处理好传授知识与培养能力的关系,注重培养学生的独立性、自主性与创造性,引导学生质疑、探究,在实践活动中学习,引领学生在教师指导下主动地、富有个性地学习。在新课程实施过程中,学生是学习的主体,已成为我们的共识,但教师和学生受传统教学的影响都具有一定的历史性,如何及时地做好转变是课程改革的难点,在这一点上教师起着十分重要的作用。教师除了自身在教学理念、教学
目前,我国齿轮企业以中小型企业居多,企业自身CAD设计系统普及率低、功能大多有待完善;一些中小型企业向其它大型齿轮企业或科研院所购买的齿轮CAD系统,成本高而利用率低。同时,AS
自动离合无级变速器是轻型摩托车传动系统的重要组成部分,也是摩托车至关重要的安全性装置,其质量高低、性能好坏是摩托车行车安全的重要保障,直接影响摩托车行驶的可靠性。因此