农业自动化装备视觉导航关键技术研究

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1、■ｍ中图分类号：ＴＰ３９１密级：公开ＵＤＣ：ｍ学校鶴：１００拍ｉｔｔｉＪ：呀ｆ术嗦Ｈ巨己巨ＩＵＮＩＶ巨ＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣ巨ＡＮＤＴ巨ＣＨＮＯＬＯＧＹ硕±学位论文农业自动化装备视觉导航关键技术研究论文作者：乔智利指导教师：崔彦平教授企业指导教师■：赵文成高级工程师申请学位类别：工程硕壬学科、领域：机械工程所在单位：机械工程学院答辩日期：２０１６年５月ClassifiedIndex：TP391SecrecyRate：PublicizedUDC：621UniversityCo

2、de：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeStudyontheKeyTechnologyofVisualNavigationforAgriculturalAutomationEquipmentCandidate:QiaoZhiliSupervisor:Prof.CuiYanpingAssociateSupervisor:SeniorEngineerZhaoWenchengAcademicDegreeApppliedfor:MasterofEngineer

3、ingSpeciality:MechanicalEngineeringEmployer:SchoolofMechanicalEngineeringDateofOralExamination:May,2016河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明滿方式标明。除文中已经法明弓Ｉ用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：％指导教师

4、签名：料ｆ年月曰＞知年么曰，户３月＞／Ｗ／｝河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或化构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可レッ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检レ索，可ッ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。口保密，在。＿＿年解密后适用本授权书本学位论文属于／保密。上方框＂＂（请在内打Ｖ）学位论文作者签名：指导教师签名：＞，／年月曰年曰令兴／《３月摘要农业自动化

5、装备对于实现“精确农业”技术具有重要意义，农业自动化装备的视觉导航是当前农业自动化装备领域一个研究热点。本文针对农业自动化装备的视觉导航技术中图像处理、路径规划、导航信息获取等内容展开了系统的研究。首先，本文基于农田图像特征提出一种导航基准线提取的方法，该方法使用加权平均法、改进最大化类间方差法、小面积法去噪方法对原图像进行预处理，再利用列坐标最大差值法来确定导航路径中心点。基于中心点的分布规律，去除无效中心点，使用改进霍夫变换与最小二乘法相结合的方法提取导航基准线。其次，根据实际农田区域参数，确定以工作时间最短的目标函数，基于改进蚁群算法，建立数学模型，对转

6、弯路径进行优化。最后，采用张氏标定方法对摄像机进行标定，且对双目摄像机进行立体标定，建立摄像机的视觉信息与实际三维空间信息之间关系。再由摄像机的内部参数和外部参数，确定农业装备与导航基准线之间几何关系，获得距离偏差和角度偏差导航信息，采用增量式PID控制方法实现农业自动化装备导航控制。实验结果证明，本文提出的农业自动化装备视觉导航关键技术具有一定的有效性和使用价值。关键词视觉导航；农业自动化装备；图像处理；路径规划；摄像机标定；PID控制IAbstractAgriculturalautomationequipmentisofgreatsignificancef

7、ortherealizationof“precisionagriculture”technology.Thevisualnavigationofagriculturalautomationequipmentisahotresearchtopicinthefieldofagriculturalmachinery.Inthisthesis,thekeytechnologyofthevisualnavigationofagriculturalautomationequipmentisstudiedsystematically,suchasimageprocessin

8、g,pathplanning,navi