[發(fā)明專利]一種田間除草機(jī)器人除草路徑規(guī)劃系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011170844.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN112380926A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李紹穩(wěn);張樂;徐靜;李志強(qiáng);孟余耀;梁晉欣;傅雷揚(yáng);金秀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/32;G06K9/38;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06T5/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/136
• 代理公司: 合肥市科融知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34126
• 代理人: 劉冉

1.一種田間除草機(jī)器人除草路徑規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，所述田間除草機(jī)器人除草路徑規(guī)劃系統(tǒng)包括深度相機(jī)和計(jì)算機(jī)設(shè)備；

所述深度相機(jī)用于采集關(guān)鍵幀圖像，并用于獲取目標(biāo)的深度距離信息，所述關(guān)鍵幀圖像為包含目標(biāo)的彩色圖像，所述深度距離信息為目標(biāo)的二維中心坐標(biāo)點(diǎn)與深度相機(jī)之間的距離，所述目標(biāo)包括農(nóng)作物和雜草；

所述計(jì)算機(jī)設(shè)備包括：目標(biāo)識(shí)別單元、目標(biāo)剪切單元、目標(biāo)圖像預(yù)處理單元、目標(biāo)二維中心坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算單元以及路徑規(guī)劃單元；

所述目標(biāo)識(shí)別單元用于識(shí)別所述關(guān)鍵幀圖像中的各目標(biāo)；

所述目標(biāo)剪切單元用于對(duì)所述關(guān)鍵幀圖像中的各目標(biāo)分別剪切得到目標(biāo)圖像；

所述目標(biāo)圖像預(yù)處理單元用于對(duì)所述目標(biāo)圖像進(jìn)行預(yù)處理得到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)二值化圖像；

所述目標(biāo)二維中心坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算單元用于計(jì)算目標(biāo)的二維中心坐標(biāo)點(diǎn)信息，所述目標(biāo)的二維中心坐標(biāo)點(diǎn)信息包括雜草的中心點(diǎn)在所述關(guān)鍵幀圖像中的坐標(biāo)以及農(nóng)作物的中心點(diǎn)在所述關(guān)鍵幀圖像中的坐標(biāo)；

所述路徑規(guī)劃單元用于根據(jù)所述目標(biāo)的二維中心坐標(biāo)點(diǎn)信息以及所述目標(biāo)的深度距離信息規(guī)劃除草機(jī)器人的除草路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種田間除草機(jī)器人除草路徑規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，計(jì)算目標(biāo)的二維中心坐標(biāo)點(diǎn)，包括：

利用邊緣檢測(cè)算法對(duì)所述目標(biāo)二值化圖像進(jìn)行處理獲得目標(biāo)的輪廓邊緣圖像；

對(duì)所述輪廓邊緣圖像進(jìn)行第一遍歷，并確定所述輪廓邊緣圖像中的第一指定區(qū)域，所述第一指定區(qū)域滿足：該區(qū)域內(nèi)符合第一預(yù)設(shè)條件的像素點(diǎn)的數(shù)量最多；

對(duì)所述第一指定區(qū)域進(jìn)行第二遍歷，并確定所述第一指定區(qū)域內(nèi)的第二指定區(qū)域，所述第二指定區(qū)域滿足：該區(qū)域內(nèi)符合第二預(yù)設(shè)條件的像素點(diǎn)的數(shù)量最多；

在所述第二指定區(qū)域內(nèi)選取符合所述第二預(yù)設(shè)條件的像素點(diǎn)作為目標(biāo)二維中心坐標(biāo)點(diǎn)，并回算目標(biāo)二維中心坐標(biāo)點(diǎn)在所述關(guān)鍵幀圖像中的坐標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種田間除草機(jī)器人除草路徑規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)所述輪廓邊緣圖像進(jìn)行第一遍歷，并確定所述輪廓邊緣圖像中的第一指定區(qū)域，包括：

計(jì)算所述第一遍歷中行向第一遍歷搜索框的數(shù)量和列向第一遍歷搜索框的數(shù)量

利用所述第一遍歷搜索框?qū)λ鲚喞吘増D像按照優(yōu)先行向前進(jìn)的方式遍歷，并依次存儲(chǔ)所述第一遍歷搜索框中符合所述第一預(yù)設(shè)條件的像素點(diǎn)的數(shù)量；

確定所述第一指定區(qū)域?qū)?yīng)的所述第一遍歷搜索框的位置序號(hào)位置序號(hào)是從數(shù)字1開始計(jì)數(shù)的正整數(shù)，所述第一指定區(qū)域?qū)?yīng)的所述第一遍歷搜索框?yàn)椋喊ǚ纤龅谝活A(yù)設(shè)條件的像素點(diǎn)的數(shù)量最多的第一遍歷搜索框；

根據(jù)以及計(jì)算所述第一指定區(qū)域?qū)?yīng)的所述第一遍歷搜索框在所述輪廓邊緣圖像中的位置信息和均是從數(shù)字0開始計(jì)數(shù)的自然數(shù)，用于表示所述第一遍歷搜索框在所述輪廓邊緣圖像中所處的行和列的位置信息：

根據(jù)所述第一遍歷搜索框在所述輪廓邊緣圖像中所處的行和列位置信息確定所述第一指定區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種田間除草機(jī)器人除草路徑規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)所述第一遍歷搜索框在所述輪廓邊緣圖像中所處的行和列的位置信息確定所述第一指定區(qū)域，包括：

計(jì)算所述第一指定區(qū)域?qū)?yīng)的所述第一遍歷搜索框左上端點(diǎn)和右下端點(diǎn)的二維坐標(biāo)信息：

其中，為所述第一指定區(qū)域?qū)?yīng)的所述第一遍歷搜索框左上端點(diǎn)的二維坐標(biāo)，為所述第一指定區(qū)域?qū)?yīng)的所述第一遍歷搜索框右下端點(diǎn)的二維坐標(biāo)，l₁為所述第一遍歷的行向步長(zhǎng)，w₁為所述第一遍歷的列向步長(zhǎng)，L₁為所述第一遍歷搜索框的行向尺寸大小，W₁為所述第一遍歷搜索框的列向尺寸大小；

根據(jù)所述第一遍歷搜索框左上端點(diǎn)和右下端點(diǎn)的二維坐標(biāo)信息確定所述第一指定區(qū)域。