本文關(guān)鍵詞：基于嵌入式視覺的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 機(jī)器視覺 農(nóng)機(jī)導(dǎo)航 路徑提取 嵌入式

【摘要】：農(nóng)用車輛的自動(dòng)導(dǎo)航是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能化的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,降低生產(chǎn)成本,提高作業(yè)精度。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,人口多而耕地少,農(nóng)業(yè)發(fā)展不均衡,自動(dòng)化程度尚未完全普及,因而農(nóng)用車輛的自動(dòng)導(dǎo)航研究極具現(xiàn)實(shí)意義。本課題緊跟技術(shù)的發(fā)展,將嵌入式技術(shù)、圖像處理技術(shù)相結(jié)合,研究基于嵌入式視覺的農(nóng)用車輛自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)。以嵌入式硬件平臺(tái)為基礎(chǔ),圍繞視覺導(dǎo)航控制參數(shù)的獲取進(jìn)行研究,包括基于視覺的車輛定位原理、導(dǎo)航路徑提取算法并將算法移植到嵌入式系統(tǒng)中。首先介紹了農(nóng)用車輛導(dǎo)航技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、相關(guān)定位技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。根據(jù)視覺導(dǎo)航的要求,介紹了研究所用的圖像傳感器和嵌入式開發(fā)所需的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),簡述研究中所用到的圖像處理視覺庫。接著探討了農(nóng)用車輛視覺導(dǎo)航的原理和方法,分析車輛位姿與相機(jī)內(nèi)部參數(shù)之間的關(guān)系,研究導(dǎo)航過程中橫向控制參數(shù)、側(cè)向位移和角度偏差的計(jì)算方法,對(duì)研究所用的相機(jī)進(jìn)行了標(biāo)定,獲取相機(jī)內(nèi)部參數(shù)的具體數(shù)值。以湖北英山的茶園為例,結(jié)合茶作物的生長特點(diǎn),提出了一種茶作物導(dǎo)航路徑提取算法,算法包括壟頭判斷、壟間導(dǎo)航路徑提取和壟頭導(dǎo)航路徑提取三部分。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,導(dǎo)航線路徑提取算法準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性可滿足實(shí)際應(yīng)用,壟頭判斷方法具有一定的可行性。實(shí)驗(yàn)中,搭建了導(dǎo)航系統(tǒng)所需的嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境,即Boot loader的移植、Linux內(nèi)核移植、根文件系統(tǒng)的制作、交叉編譯環(huán)境的搭建以及Open CV圖像庫的移植,并將導(dǎo)航算法成功的移植到開發(fā)板上,并將最終反饋控制數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給車輛運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)。最后,結(jié)合課題研究情況,對(duì)基于視覺的農(nóng)業(yè)車輛導(dǎo)航現(xiàn)存問題進(jìn)行了概述,并分析今后的研究熱點(diǎn),為進(jìn)一步研究農(nóng)用車輛的視覺導(dǎo)航提供理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)參考。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)器視覺 農(nóng)機(jī)導(dǎo)航 路徑提取 嵌入式
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S220.3;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 選題背景9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 常見定位技術(shù)介紹11-14
• 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 研究意義17
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第2章 基于嵌入式視覺的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)研究平臺(tái)19-27
• 2.1 總體方案19-21
• 2.1.1 農(nóng)用車輛自動(dòng)導(dǎo)航的特殊性19-20
• 2.1.2 研究方案20-21
• 2.2 硬件平臺(tái)21-24
• 2.2.1 OK6410開發(fā)板21-23
• 2.2.2 相機(jī)23-24
• 2.3 軟件平臺(tái)24-26
• 2.3.1 OpenCV介紹24-25
• 2.3.2 自動(dòng)導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 圖像獲取與相機(jī)標(biāo)定27-38
• 3.1 圖像采集設(shè)備和方法27-30
• 3.1.1 相機(jī)安裝27-29
• 3.1.2 茶園圖像特征描述29-30
• 3.2 農(nóng)用車輛相對(duì)定位30-35
• 3.2.1 相機(jī)標(biāo)定原理30-33
• 3.2.2 農(nóng)用車輛位姿計(jì)算33-35
• 3.3 標(biāo)定結(jié)果35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 導(dǎo)航路徑提取算法38-50
• 4.1 路徑提取算法流程38-39
• 4.2 直線跟蹤時(shí)獲取導(dǎo)航路徑39-45
• 4.2.1 圖像預(yù)處理39-43
• 4.2.2 獲取導(dǎo)航離散點(diǎn)43-44
• 4.2.3 導(dǎo)航路徑擬合44-45
• 4.3 壟頭路徑識(shí)別45-48
• 4.3.1 壟頭判斷45-46
• 4.3.2 壟頭轉(zhuǎn)彎路徑識(shí)別46-48
• 4.4 算法結(jié)果與分析48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第5章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)50-60
• 5.1 開發(fā)環(huán)境環(huán)境50-55
• 5.1.1 系統(tǒng)引導(dǎo)程序移植51-52
• 5.1.2 Linux內(nèi)核與根文件系統(tǒng)移植52-54
• 5.1.3 交叉編譯器的安裝和OpenCV的移植54-55
• 5.2 程序移植55-58
• 5.2.1 圖像采集55-56
• 5.2.2 交叉編譯程序56-58
• 5.3 導(dǎo)航數(shù)據(jù)發(fā)送58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第6章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 全文總結(jié)60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 致謝65-66
• 附錄I66
• 1.碩士論文研究期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66
• 2.碩士論文研究期間參與的項(xiàng)目66

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本文編號(hào)：1110791