[發(fā)明專利]一種用于無人駕駛農(nóng)業(yè)機(jī)械的苗列導(dǎo)航線檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011290442.6
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112395984B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙偉;李祥光;趙雷雷
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 王海龍

1.一種用于無人駕駛農(nóng)業(yè)機(jī)械的苗列導(dǎo)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(nóng)業(yè)機(jī)械上安裝彩色攝像機(jī)，通過彩色攝像機(jī)對農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)路徑前方田地拍攝，得到包含農(nóng)作物苗列的彩色圖像，并建立圖像的坐標(biāo)系，以圖像頂端左角為坐標(biāo)原點(diǎn)，圖像頂端右角坐標(biāo)為，圖像底端左角坐標(biāo)為；

步驟二、閾值分割

根據(jù)農(nóng)作物的顏色設(shè)定閾值，對步驟一得到的彩色圖像進(jìn)行閾值分割處理，將苗列區(qū)域從彩色圖像的背景中分離并作為白色區(qū)域，得到以苗列區(qū)域?yàn)榘咨珔^(qū)域、其余區(qū)域?yàn)楹谏珔^(qū)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(jìn)行中值濾波運(yùn)算，然后對二值圖像進(jìn)行先膨脹后腐蝕的形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算，再根據(jù)坐標(biāo)系對二值圖像進(jìn)行輪廓查找，去除二值圖像中所有獨(dú)立存在且面積小于設(shè)定面積的白色區(qū)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(shè)置區(qū)域，對底端區(qū)域和中部區(qū)域分別進(jìn)行圖形掩膜，然后對底端區(qū)域和中部區(qū)域內(nèi)的苗列分別進(jìn)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(yōu)線

對步驟三得到的去噪圖像進(jìn)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(diǎn)、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(diǎn)、并延伸至去噪圖像頂部的直線，對所有直線集合分別進(jìn)行篩選，篩選出每個直線集合中各自通過白色區(qū)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(yōu)線，以及分別通過多個苗列中部重心的多條中部苗列最優(yōu)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(yōu)線和中部苗列最優(yōu)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(qū)域、底部苗列最優(yōu)線、中部苗列最優(yōu)線融合為苗列篩選輪廓區(qū)域，計(jì)算得出苗列篩選輪廓區(qū)域中所有獨(dú)立存在的白色區(qū)域的面積，根據(jù)面積大小篩選出面積最大的兩個白色區(qū)域，在去噪圖像上去除其余白色區(qū)域，以保留的兩個白色區(qū)域作為苗列目標(biāo)輪廓區(qū)域；

步驟七、苗列導(dǎo)航線擬合

通過最小二乘法對步驟六得到的苗列目標(biāo)輪廓區(qū)域進(jìn)行直線擬合，得到苗列目標(biāo)輪廓區(qū)域的苗列輪廓中心線，以苗列輪廓中心線作為無人駕駛農(nóng)業(yè)機(jī)械的苗列導(dǎo)航線，即完成無人駕駛農(nóng)業(yè)機(jī)械的苗列導(dǎo)航線檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無人駕駛農(nóng)業(yè)機(jī)械的苗列導(dǎo)航線檢測方法，其特征在于：步驟四中，底端區(qū)域和中部區(qū)域均為矩形，底端區(qū)域的橫坐標(biāo)范圍為，底端區(qū)域的縱坐標(biāo)范圍為，中部區(qū)域的橫坐標(biāo)范圍為，中部區(qū)域的縱坐標(biāo)范圍為。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于無人駕駛農(nóng)業(yè)機(jī)械的苗列導(dǎo)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(shù)計(jì)算白色區(qū)域的面積，通過集合儲存面積最大的兩個白色區(qū)域作為苗列目標(biāo)輪廓區(qū)域的集合；步驟七中，通過直線擬合函數(shù)對苗列目標(biāo)輪廓區(qū)域的集合進(jìn)行最小二乘法直線擬合，得到苗列輪廓中心線。