【摘要】：設(shè)施農(nóng)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用,但其作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大,長(zhǎng)期處在封閉環(huán)境下。為了減輕人員在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中的勞動(dòng)強(qiáng)度,針對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)作業(yè)環(huán)境復(fù)雜,障礙物多,路徑狹窄等問題,本文以自主研制的高地隙小車作為平臺(tái),設(shè)計(jì)了用于設(shè)施農(nóng)業(yè)中的路徑識(shí)別和避障導(dǎo)航系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)小車在設(shè)施農(nóng)業(yè)的作業(yè)環(huán)境下穩(wěn)定高效地避障導(dǎo)航控制。對(duì)于路徑識(shí)別導(dǎo)航系統(tǒng),本文提出了用于實(shí)際路徑檢測(cè)的圖像處理算法,其中包括利用帶濾波的二值化識(shí)別黑白路徑、利用RGB顏色空間識(shí)別彩色路徑、利用2GRB顏色空間識(shí)別綠色植物、利用HSV顏色空間識(shí)別彩色路徑、中心線法提取路徑、單區(qū)域的Hough變換提取路徑、雙區(qū)域的Hough變換提取路徑、多區(qū)域的Hough變換提取路徑等,以實(shí)現(xiàn)小車的自主導(dǎo)航。該系統(tǒng)對(duì)不同顏色的標(biāo)識(shí)線、綠色植物與裸露地面的分界線等一系列路徑進(jìn)行識(shí)別和導(dǎo)航控制,以期實(shí)現(xiàn)多種環(huán)境下的路徑識(shí)別和導(dǎo)航控制。對(duì)于小車避障立體視覺系統(tǒng),本文首先介紹了兩種用于提取視差圖的傳感器,第一種是基于紅外線測(cè)距的Xtion傳感器,第二種是雙目攝像頭;然后詳細(xì)介紹了雙目視覺系統(tǒng)中的雙目標(biāo)定、雙目校正和立體匹配的具體實(shí)現(xiàn);其次本文提出了一種新的插值算法專門適用于本系統(tǒng)并利用兩種傳感器對(duì)物體進(jìn)行三維重構(gòu);一種利用手勢(shì)控制小車的方法被運(yùn)用;本文根據(jù)提取出來的視差圖獲取設(shè)施農(nóng)業(yè)中障礙物的三維形態(tài)和與小車的距離,進(jìn)而設(shè)計(jì)出小車行走的最優(yōu)路線,使小車能夠快速準(zhǔn)確地識(shí)別并躲避障礙物,沿著標(biāo)識(shí)路徑行進(jìn)至指定位置;本文最后還進(jìn)行了路徑識(shí)別、立體視覺測(cè)距、避障等相關(guān)的實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證算法的合理性。試驗(yàn)結(jié)果表明所開發(fā)的路徑識(shí)別和避障導(dǎo)航系統(tǒng)能對(duì)不同顏色的標(biāo)識(shí)線、綠色植物與裸露地面的分界線等一系列路徑進(jìn)行識(shí)別和導(dǎo)航控制,準(zhǔn)確測(cè)算障礙物的三維形體,安全躲避障礙物。系統(tǒng)的穩(wěn)定性高、實(shí)時(shí)性好、抗干擾能力強(qiáng),能滿足無人控制高地隙小車在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的作業(yè)需求,并為應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)作業(yè)的高地隙小車導(dǎo)航控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。
【圖文】：

器人避障運(yùn)動(dòng)；電子科技大學(xué)的蘇東（2014）構(gòu)建目立體視覺系統(tǒng)，提出了一種基于視差特征的區(qū)域生測(cè)方法，并完成了真實(shí)障礙物的距離測(cè)量；燕山大學(xué)匹配算法計(jì)算出物體的距離信息，，并利用基于專家推和動(dòng)態(tài)障礙物設(shè)計(jì)避障方案。研究?jī)?nèi)容和組織架構(gòu)農(nóng)業(yè)的環(huán)境下很難接收到 GPS 信號(hào)，高精度的 GPS 計(jì)了一種在設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境下利用視覺進(jìn)行導(dǎo)航的系頭（市面上的普通網(wǎng)絡(luò)攝像頭）自動(dòng)識(shí)別路徑并實(shí)個(gè)相同的攝像頭組成雙目攝像頭，通過對(duì)物體進(jìn)行的距離以及障礙物的輪廓，從而導(dǎo)引小車避開障礙物

圖 1.2 系統(tǒng)的組織架構(gòu)圖1.5 本章小結(jié)本章主要介紹了用于設(shè)施農(nóng)業(yè)的避障導(dǎo)航系統(tǒng)的課題背景和研究意義，介紹了路徑識(shí)別導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，給出了課題的研究?jī)?nèi)容和文章的組織架構(gòu)，并對(duì)各章節(jié)做了一個(gè)簡(jiǎn)要的概述。
【學(xué)位授予單位】：華南農(nóng)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)】：S316;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653783