本文關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)自動(dòng)化裝備視覺導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：農(nóng)業(yè)自動(dòng)化裝備對于實(shí)現(xiàn)“精確農(nóng)業(yè)”技術(shù)具有重要意義,農(nóng)業(yè)自動(dòng)化裝備的視覺導(dǎo)航是當(dāng)前農(nóng)業(yè)自動(dòng)化裝備領(lǐng)域一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文針對農(nóng)業(yè)自動(dòng)化裝備的視覺導(dǎo)航技術(shù)中圖像處理、路徑規(guī)劃、導(dǎo)航信息獲取等內(nèi)容展開了系統(tǒng)的研究。首先,本文基于農(nóng)田圖像特征提出一種導(dǎo)航基準(zhǔn)線提取的方法,該方法使用加權(quán)平均法、改進(jìn)最大化類間方差法、小面積法去噪方法對原圖像進(jìn)行預(yù)處理,再利用列坐標(biāo)最大差值法來確定導(dǎo)航路徑中心點(diǎn)。基于中心點(diǎn)的分布規(guī)律,去除無效中心點(diǎn),使用改進(jìn)霍夫變換與最小二乘法相結(jié)合的方法提取導(dǎo)航基準(zhǔn)線。其次,根據(jù)實(shí)際農(nóng)田區(qū)域參數(shù),確定以工作時(shí)間最短的目標(biāo)函數(shù),基于改進(jìn)蟻群算法,建立數(shù)學(xué)模型,對轉(zhuǎn)彎路徑進(jìn)行優(yōu)化。最后,采用張氏標(biāo)定方法對攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,且對雙目攝像機(jī)進(jìn)行立體標(biāo)定,建立攝像機(jī)的視覺信息與實(shí)際三維空間信息之間關(guān)系。再由攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù),確定農(nóng)業(yè)裝備與導(dǎo)航基準(zhǔn)線之間幾何關(guān)系,獲得距離偏差和角度偏差導(dǎo)航信息,采用增量式PID控制方法實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化裝備導(dǎo)航控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,本文提出的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化裝備視覺導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)具有一定的有效性和使用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：視覺導(dǎo)航 農(nóng)業(yè)自動(dòng)化裝備 圖像處理 路徑規(guī)劃 攝像機(jī)標(biāo)定 PID控制
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S24;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 本課題的研究意義和應(yīng)用前景9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析9-12
• 1.2.1 目標(biāo)識(shí)別與提取研究現(xiàn)狀分析9-10
• 1.2.2 路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀分析10-11
• 1.2.3 導(dǎo)航信息的獲取與控制方法研究現(xiàn)狀分析11-12
• 1.2.4 現(xiàn)狀分析總結(jié)12
• 1.3 本論文主要研究內(nèi)容12-13
• 第2章 農(nóng)田視覺導(dǎo)航基準(zhǔn)線的識(shí)別與提取方法研究13-23
• 2.1 引言13
• 2.2 農(nóng)田圖像預(yù)處理13-16
• 2.2.1 灰度變換13-14
• 2.2.2 灰度圖像閾值分割14-15
• 2.2.3 去除噪聲15-16
• 2.3 導(dǎo)航基準(zhǔn)線的確定16-19
• 2.3.1 導(dǎo)航路徑中心點(diǎn)的確定16-17
• 2.3.2 導(dǎo)航基準(zhǔn)線的確定17-19
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析19-22
• 2.4.1 改進(jìn)最大類間方差法圖像分割實(shí)驗(yàn)研究20
• 2.4.2 小面積去噪實(shí)驗(yàn)研究20-21
• 2.4.3 無效點(diǎn)對導(dǎo)航基準(zhǔn)線的影響實(shí)驗(yàn)研究21
• 2.4.4 本文方法與垂直投影法對比實(shí)驗(yàn)研究21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第3章 全區(qū)域路徑規(guī)劃策略研究23-35
• 3.1 引言23
• 3.2 轉(zhuǎn)彎模式分析23-25
• 3.2.1 農(nóng)田邊緣轉(zhuǎn)彎分析23-24
• 3.2.2 偏離導(dǎo)航基準(zhǔn)線時(shí)轉(zhuǎn)彎分析24-25
• 3.3 全區(qū)域路徑規(guī)劃25-32
• 3.3.1 傳統(tǒng)的全區(qū)域路徑規(guī)劃25
• 3.3.2 全區(qū)域路徑規(guī)劃策略優(yōu)化25-28
• 3.3.3 目標(biāo)函數(shù)的確定28-30
• 3.3.4 改進(jìn)的蟻群算法30-32
• 3.4 實(shí)驗(yàn)32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-35
• 第4章 攝像機(jī)標(biāo)定35-49
• 4.1 引言35
• 4.2 攝像機(jī)的標(biāo)定35-42
• 4.2.1 攝像機(jī)成像模型35-40
• 4.2.2 攝像機(jī)標(biāo)定方法40
• 4.2.3 張正友標(biāo)定方法40-42
• 4.3 雙目攝像機(jī)的標(biāo)定42-45
• 4.3.1 雙目視覺系統(tǒng)基本原理42-43
• 4.3.2 雙目視覺模型43
• 4.3.3 視覺深度測量原理及改進(jìn)43-44
• 4.3.4 雙目視覺的標(biāo)定44-45
• 4.4 標(biāo)定實(shí)驗(yàn)45-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章 導(dǎo)航信息獲取與控制49-61
• 5.1 引言49
• 5.2 導(dǎo)航信息獲取49-55
• 5.2.1 農(nóng)業(yè)自動(dòng)化裝備農(nóng)田作業(yè)流程概述49-50
• 5.2.2 視覺導(dǎo)航系統(tǒng)各坐標(biāo)系之間的空間關(guān)系50-52
• 5.2.3 農(nóng)業(yè)自動(dòng)化裝備導(dǎo)航信息參數(shù)的提取52-54
• 5.2.4 導(dǎo)航信息參數(shù)的處理54-55
• 5.3 PID控制55-58
• 5.3.1 模擬PID55-56
• 5.3.2 數(shù)字PID控制算法56-58
• 5.4 實(shí)驗(yàn)58-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文67-69
• 致謝69

【相似文獻(xiàn)】

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1 ;技術(shù)裝備[J];農(nóng)產(chǎn)品加工;2012年08期

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1 ;前言[A];首屆全國有色金屬自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2003年

2 ;前言[A];2005全國有色金屬自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

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1 本報(bào)記者 韓益;溫室自動(dòng)化裝備關(guān)注度升溫[N];中國花卉報(bào);2012年

2 本報(bào)記者 鐵悅;智云股份董事長譚永良： 上市融資打造核心競爭力[N];中國證券報(bào);2010年

3 國海證券 馬金良;機(jī)器人 中國工業(yè)自動(dòng)化裝備的先行者[N];證券時(shí)報(bào);2011年

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5 記者 俞永均;自動(dòng)化裝備減少200人用工需求[N];寧波日報(bào);2011年

6 鄒春發(fā)　本報(bào)記者 巴家偉;壯“智”凌云 中國“智造”[N];大連日報(bào);2010年

7 薛飛;我國高端自動(dòng)化控制技術(shù)獲重大突破[N];中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2007年

8 記者 王靖tD;趙長義會(huì)見德國DVS集團(tuán)客人[N];沈陽日報(bào);2010年

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1 喬智利;農(nóng)業(yè)自動(dòng)化裝備視覺導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D];河北科技大學(xué);2016年

2 葉丹丹;滾花裝配式凸輪軸端頭連接自動(dòng)化裝備研究[D];吉林大學(xué);2008年

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