[發明專利]一種用于無人駕駛農業機械的苗列導航線檢測方法

有效

• 申請號: 202011290442.6
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112395984B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 趙偉;李祥光;趙雷雷
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G06V20/56
• 分類號: G06V20/56;G06V10/25;G06V10/30;G06V10/44;G06V10/80;G06T5/00;G06T5/30
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 王海龍

1.一種用于無人駕駛農業機械的苗列導航線檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、圖像獲取

在農業機械上安裝彩色攝像機，通過彩色攝像機對農業機械作業路徑前方田地拍攝，得到包含農作物苗列的彩色圖像，并建立圖像的坐標系，以圖像頂端左角為坐標原點，圖像頂端右角坐標為，圖像底端左角坐標為；

步驟二、閾值分割

根據農作物的顏色設定閾值，對步驟一得到的彩色圖像進行閾值分割處理，將苗列區域從彩色圖像的背景中分離并作為白色區域，得到以苗列區域為白色區域、其余區域為黑色區域的二值圖像；

步驟三、去噪處理

對步驟二得到的二值圖像進行中值濾波運算，然后對二值圖像進行先膨脹后腐蝕的形態學閉運算，再根據坐標系對二值圖像進行輪廓查找，去除二值圖像中所有獨立存在且面積小于設定面積的白色區域，得到消除孔洞并去除小塊的去噪圖像；

步驟四、苗列重心提取

在步驟三得到的去噪圖像的底端和中部分別設置區域，對底端區域和中部區域分別進行圖形掩膜，然后對底端區域和中部區域內的苗列分別進行重心提取，從而在去噪圖像的底部得到多個苗列底部重心，并在去噪圖像的中部得到多個苗列中部重心；

步驟五、掃描苗列最優線

對步驟三得到的去噪圖像進行掃描，分別得到多個苗列底部重心的直線集合以及多個苗列中部重心的直線集合，每個苗列底部重心的直線集合均包含了所有以該苗列底部重心為起點、并延伸至去噪圖像頂部的直線，每個苗列中部重心的直線集合均包含了所有以該苗列中部重心為起點、并延伸至去噪圖像頂部的直線，對所有直線集合分別進行篩選，篩選出每個直線集合中各自通過白色區域最多的直線，從而得到分別通過多個苗列底部重心的多條底部苗列最優線，以及分別通過多個苗列中部重心的多條中部苗列最優線；

步驟六、苗列輪廓融合與篩選

將步驟五得到的底部苗列最優線和中部苗列最優線以白色線條顯示并全部添加在去噪圖像上，從而將去噪圖像的苗列區域、底部苗列最優線、中部苗列最優線融合為苗列篩選輪廓區域，計算得出苗列篩選輪廓區域中所有獨立存在的白色區域的面積，根據面積大小篩選出面積最大的兩個白色區域，在去噪圖像上去除其余白色區域，以保留的兩個白色區域作為苗列目標輪廓區域；

步驟七、苗列導航線擬合

通過最小二乘法對步驟六得到的苗列目標輪廓區域進行直線擬合，得到苗列目標輪廓區域的苗列輪廓中心線，以苗列輪廓中心線作為無人駕駛農業機械的苗列導航線，即完成無人駕駛農業機械的苗列導航線檢測。

2.根據權利要求1所述的一種用于無人駕駛農業機械的苗列導航線檢測方法，其特征在于：步驟四中，底端區域和中部區域均為矩形，底端區域的橫坐標范圍為，底端區域的縱坐標范圍為，中部區域的橫坐標范圍為，中部區域的縱坐標范圍為。

3.根據權利要求1所述的一種用于無人駕駛農業機械的苗列導航線檢測方法，其特征在于：步驟六中，通過圖像輪廓面積函數計算白色區域的面積，通過集合儲存面積最大的兩個白色區域作為苗列目標輪廓區域的集合；步驟七中，通過直線擬合函數對苗列目標輪廓區域的集合進行最小二乘法直線擬合，得到苗列輪廓中心線。