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基于计算机视觉的作物行中心线识别研究

袁佐云  
【摘要】:视觉导航系统的导航信息是指导航线与车辆轴线的侧向位移偏差和角度偏著。对于成行种植的作物来说,行中心线包含了系统所需的导航信息。视觉导航系统实施的前提条件是从图像中识别出农作物行中心线。 本课题主要利用计算机视觉和数字图像处理知识研究图像中作物行中心线的分割和识别方法,同时探索单目视觉条件下图像坐标系与作物生长平面坐标系的转换关系。本文主要包括以下研究内容: 1.对作物图像转换过程展开研究,在图像从彩色到二值的转换过程中,利用过绿特征值将彩色图像转换为灰度图像,有效地区分作物和土壤;同时在二值转换中比较了不同阈值分割方法对分割效果的影响,综合考虑了运算时间和运算结果,选用双峰法作为二值转换方法。 2.针对二值图像中的细小团块问题,根据团块面积分布情况,利用改进后的形态学方法去除细小团块。 3.对作物行识别展开研究,依照作物行的几何分布特征,将图像人为地划分若干水平图像条;采用垂直投影法将识别作物行转换为求取作物行定位点坐标;对定位点进行稳健回归,得到作物行中心线。 4.忽略作物生长高度,建立了单目视觉条件下,从图像坐标系到作物生长平面坐标系的转换模型。同时,论文在室内环境下,针对上述转换模型进行模拟实验。在摄像机安装高度为1140 mm,安装角度为54.1°条件下,最大误差为43.1 mm。结果表明该模型具有良好的可行性。


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