【摘要】：公路綠化帶具有綠化、水土保持、視線誘導(dǎo)、指示、防眩、遮蔽等功能,是公路的重要組成部分。公路綠化帶植物傳統(tǒng)的修剪方法是由專業(yè)的綠化養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行手工修剪,綠化養(yǎng)護(hù)人員在修剪綠化帶植物時(shí)存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境差、修剪難度大的缺點(diǎn),特別是高速公路綠化養(yǎng)護(hù)人員在對(duì)綠化帶植物進(jìn)行修剪工作時(shí)還會(huì)增加交通事故發(fā)生的幾率。為了減輕綠化養(yǎng)護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,降低因公路綠化帶修剪而引起交通事故的發(fā)生率,本文對(duì)公路掃雪車進(jìn)行改造,使其成為球形植物修剪車。具體方案是拆下公路掃雪車的前置掃雪模塊,設(shè)計(jì)一種弧形修剪刀頭,改造為球形植物修剪模塊。為了提高球形植物修剪車的自動(dòng)化水平,本文對(duì)球形植物修剪車進(jìn)行深入研究,結(jié)合圖像處理方法,設(shè)計(jì)一種對(duì)球形植物的自動(dòng)識(shí)別定位系統(tǒng)。主要方案是在修剪刀頭位置加裝相機(jī),對(duì)目標(biāo)球形植物進(jìn)行圖像采集,并對(duì)采集到的球形植物俯視圖像進(jìn)行一系列的圖像處理,最終得到球形植物在圖像的中心點(diǎn)坐標(biāo)和半徑。自動(dòng)識(shí)別定位系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以為球形植物修剪車提供待修剪植物的準(zhǔn)確位置信息,使得球形植物修剪車能夠根據(jù)目標(biāo)球形植物的位置信息自動(dòng)調(diào)整修剪刀頭位置,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位,自動(dòng)修剪。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括兩部分,一是對(duì)公路掃雪車進(jìn)行改造,完成球形植物修剪模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使其成為球形植物修剪車;二是球形植物的視覺檢測(cè)識(shí)別定位系統(tǒng)設(shè)計(jì),通過(guò)圖像處理方法對(duì)球形植物俯視圖像進(jìn)行處理,并對(duì)修剪模塊機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)軌跡作了初步分析。本文工作內(nèi)容如下:(1)對(duì)公路掃雪車進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造,使其成為球形植物修剪車,對(duì)球形植物修剪模塊刀頭進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)一種弧形刀頭,使其能夠合理有效的修剪綠化帶球形植物。(2)在球形植物修剪車修剪刀頭上部安裝相機(jī),對(duì)目標(biāo)球形植物進(jìn)行俯視圖像采集,對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)和閾值分割,主要目的是提取圖像中球形植物所在的區(qū)域,分析在不同方法下的球形植物俯視圖像分割效果。(3)針對(duì)傳統(tǒng)圖像分割方法的不足,分析本文原始圖像的特征,提出基于HSV模型的球形植物分割方法,利用HSV模型分量中的色調(diào)和飽和度對(duì)球形植物俯視圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理,并對(duì)球形植物投影圖像進(jìn)行HSV模型分割,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此方法可以有效地將球形植物從圖像中分割出來(lái)。(4)對(duì)球形植物HSV模型圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理,包括腐蝕、膨脹、填充和去噪處理,去除圖像中的噪聲,只保留球形植物區(qū)域;并對(duì)得到的理想化球形植物二值化圖像進(jìn)行標(biāo)定,得到球形植物俯視圖像中目標(biāo)圓形區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)和像素半徑。(5)將得到的目標(biāo)位置信息反饋給球形植物修剪車,對(duì)修剪模塊三關(guān)節(jié)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)軌跡作了初步分析。通過(guò)改造公路掃雪車前端的掃雪平臺(tái)模塊,設(shè)計(jì)一種針對(duì)球形植物進(jìn)行修剪的修剪模塊,使其成為球形植物修剪車,該車可以合理有效的對(duì)綠化帶球形植物進(jìn)行一次性修剪;為了提高球形植物修剪車的自動(dòng)化水平,設(shè)計(jì)一種針對(duì)球形植物的自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別定位系統(tǒng),通過(guò)圖像處理方法,得到目標(biāo)球形植物投影的中心點(diǎn)坐標(biāo)和像素半徑,從而可以實(shí)現(xiàn)修剪車對(duì)綠化帶球形植物的自動(dòng)識(shí)別定位和自動(dòng)修剪。
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U418.3
【圖文】：

第一章緒論逡逑１．１選題背景及研究意義逡逑綠化帶是公路的重要組成部分，綠化帶（如圖１－１）最主要的功用是夜晚車輛在高速行逡逑駛過(guò)程中不會(huì)被相向車輛的遠(yuǎn)光燈直接照到眼睛，從而可以為駕駛員提供一個(gè)安全的駕駛逡逑環(huán)境，保證夜間的安全駕駛，同時(shí)也具有綠化、加強(qiáng)水土保持、視線誘導(dǎo)、標(biāo)志、指示、逡逑防眩、遮蔽等功能。為了維護(hù)綠化帶合理的形態(tài)，保持綠化帶的美觀性，綠化帶中的植物逡逑需要定期的修剪，使得綠化帶植物形狀保持在合理的空間之內(nèi)。傳統(tǒng)的綠化帶植物修剪都逡逑是由綠化養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行的，但是由于人工修剪勞動(dòng)強(qiáng)度大，更重要的是綠化養(yǎng)護(hù)人員在公逡逑路上對(duì)綠化帶植物進(jìn)行修剪存在較大的安全隱患，容易引起交通事故的發(fā)生。隨著我國(guó)工逡逑業(yè)不斷的發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，自動(dòng)修剪設(shè)備越來(lái)越多的投入到公路綠化帶植物修剪工逡逑作中

在秋冬季天氣寒冷的條件下，此類植物會(huì)保持長(zhǎng)青狀態(tài)，生長(zhǎng)緩慢，但到了春逡逑季，天氣回暖，這類植物的部分枝條便開始徒長(zhǎng)。綜上所述，本文對(duì)掃雪車改造的球形植逡逑物修剪車的作業(yè)對(duì)象為綠化帶球形植物，如圖２－１所示。逡逑■Ｍ逡逑圖２－１綠化帶球形植物逡逑

在秋冬季天氣寒冷的條件下，此類植物會(huì)保持長(zhǎng)青狀態(tài)，生長(zhǎng)緩慢，但到了春逡逑季，天氣回暖，這類植物的部分枝條便開始徒長(zhǎng)。綜上所述，本文對(duì)掃雪車改造的球形植逡逑物修剪車的作業(yè)對(duì)象為綠化帶球形植物，如圖２－１所示。逡逑■Ｍ逡逑圖２－１綠化帶球形植物逡逑

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本文編號(hào)：2801137