除草機(jī)器人雜草識(shí)別與視覺導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化和智能化是我國(guó)農(nóng)業(yè)在21世紀(jì)發(fā)展的趨勢(shì)。2007年中央一號(hào)文件明確提出，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是新農(nóng)村建設(shè)的首要任務(wù)，要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技研發(fā)投入。精確農(nóng)業(yè)(Precision Agriculture、Precision Farming)是一個(gè)新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)概念，它優(yōu)化化肥、除草劑、水等的使用，最大程度減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。本文主要研究了除草機(jī)器人利用機(jī)器視器識(shí)別農(nóng)田行間雜草和視覺導(dǎo)航技術(shù)，進(jìn)而提高農(nóng)業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化和智能化。 本文

2、在綜述機(jī)器視覺在雜草識(shí)別和農(nóng)業(yè)設(shè)備導(dǎo)航方面國(guó)內(nèi)外的研究基礎(chǔ)上，采用北京環(huán)宇飛揚(yáng)公司的USB接口攝像頭采集農(nóng)作物行間圖像，嘗試?yán)秒s草的顏色特性在RGB顏色空間直接完成圖像分割，再利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)完成圖像濾波。通過將攝像頭的視場(chǎng)區(qū)域分成25區(qū)，根據(jù)欲除雜草的大小和試驗(yàn)確定每區(qū)面積閾值，確定了雜草位置，完成了利用機(jī)器視覺雜草識(shí)別的過程。 本文還研究了除草器人以農(nóng)作物行中心線為基準(zhǔn)線進(jìn)行自動(dòng)行走。選擇美國(guó)3Com公司生產(chǎn)Mode1077

3、6型USB接口攝像頭采集導(dǎo)航圖像，利用植物顏色特征在RGB顏色空間完成圖像分割，利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)完成圖像濾波。嘗試?yán)脙?yōu)化的Hough變化檢測(cè)出了農(nóng)作物行中心線，根據(jù)攝像頭的姿態(tài)和透視變換成像原理，計(jì)算出除草機(jī)器人相對(duì)農(nóng)作物行中心線的除草機(jī)器人位姿。 為了驗(yàn)證除草機(jī)器人雜草識(shí)別和導(dǎo)航算法的可行性，制作了室內(nèi)除草機(jī)器人模型，主要由導(dǎo)舷攝像頭、雜草識(shí)別攝像頭、計(jì)算機(jī)、本體、機(jī)械臂等組成。經(jīng)試驗(yàn)表明除草機(jī)器人雜草識(shí)別率為100％，實(shí)時(shí)性