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第六章插秧机器人视觉系统

6.1研究意义、目标与技术要点

工作流程:刚下田,沿着田埂自行作业;到田头回转,延上次插过秧苗列线直线行走;反复多次,当另一侧田埂进入视野时,检测插秧机到田埂的距离,判断本次能否回转。

技术要点:1二值化2上面田埂分界处像素提取3分界处直线检测4内苗像素提取5目标列检测

6.2图像处理基础知识

hough检测 直线圆椭圆双曲线。

6.2.1传统哈夫变换的直线检测

参数累加统计
直线与极坐标线,战线上不同点交于点p求最大值。

Hough步骤:1点-累加器矩阵2累加器初始值0。3求点p。4???累加器+15找最大值。

优缺点:直线、弧线、抛物线、圆,

  • 越复杂越慢精确度低,超过二维实际应用不能实现。

6.2.2 过已知点哈夫变换的直线检测

  • 点找斜率。
    • 结论:重叠斜率间。小于计算精度。已知点找像素中心提高速度。特征分析处理速度,亮度、颜色。
      比如公路线亮度中心点,hough变换。

6.3水田图像采集

  • (a)晴天(插秧一周后)
  • (b)阴天(插秧现场)
  • (c)阴天(插秧现场)
  • (d)阴天(插秧现场)

    图 6-6 水田苗列的例图像

(a)目标田埂
(b)田端田埂
侧面田埂
6-7土田埂
(a)目标田埂
(b)田端田埂
侧面田埂
6-8水泥田埂

6.4目标苗列线检测

6.4.1 水田苗的提取

亮度分割法、边缘检测(微分)、线亮度、线颜色

亮度分割:像素等分快;反光。整体处理不好。边缘检测(微分):已知亮度与周围亮度kirsch后二值化p参数法。不受天气影响。线亮度法:目标像素与局部像素的差。泥块苗检测了。线亮度解析法:颜色差,泥块检测不了。不适用实时处理。

6.4.2 目标苗列确定

基准线白色像素hough最大值为已知点,反复精度。反光区域更改基准线,噪声不多。

规定区域利用hiough不实时。

6.4.3目标苗列线检测

hough精度。

6.5目标田埂线检测

土和水泥的田埂,阴天和晴天。

6.5.1 目标田埂的二值化处理

kirsch+p值化。

6.5.2 水泥目标田埂线检测

(1)目标田埂线处像素的提取

二值图区域连续区域合并。

(2)田端位置的判断

9个像素累加,找突变,田端。

(3)目标田埂线检测

hough的最大连接中心区域。检测出来。

6.5.3 土质目标田埂线检测

过已知点同法。

6.6田端田埂线检测

kirsch边缘+二值p。

6.6.1阴影线检测

区域+kirsch

6.6.2 田埂线检测

kirsch二值化

土、水泥,1Smax2最大值周围3p合并4p无土。

6.7侧面田埂线检测

6.8系统整合与试验

1列2边3动 二值

6.8.1 苗列端点的检测

回弯为端点。1像素窗口2二值像素310次端点。

6.8.2 目标田埂检测的优化

1间隔扫描2简化区域像素值不变长度值3省略合并4长连接hough5区域边界hough6端点检测?

6.8.3 处理窗口的设定

目标线在处理窗口的中心位置。

6.8.4 试验验证

500帧以上。

第七章水田管理机器人导航路线检测

7.1研究意义、目标与技术要点

1幼苗到成熟2田端-1生长路线

7.2研究图像采集

采样时间周10

7.3目标苗列间定位

大中小水稻,像素位置平均值AA与标准偏差DD。

7.4水平扫描线上方向候补点检测

求AD水平分量B
找到两边xx1与xx2求XXX=(xx1+xx2)/2小中大170宽度像素区域点XMB两侧候补点p

7.5田端检测

垂直线亮度

7.5.1 计算亮度线剖面

平均亮度。

7.5.2 通过亮度-直线轮廓线判断稻田末端

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17.6已知点的确定及方向线检测

  • 计划任务
  • 完成任务

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