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专利号: 2020112904426
申请人: 河南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于无人驾驶农业机械的苗列导航线检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、图像获取

在农业机械上安装彩色摄像机,通过彩色摄像机对农业机械作业路径前方田地拍摄,得到包含农作物苗列的彩色图像,并建立图像的坐标系,以图像顶端左角为坐标原点 ,图像顶端右角坐标为 ,图像底端左角坐标为 ;

步骤二、阈值分割

根据农作物的颜色设定阈值,对步骤一得到的彩色图像进行阈值分割处理,将苗列区域从彩色图像的背景中分离并作为白色区域,得到以苗列区域为白色区域、其余区域为黑色区域的二值图像;

步骤三、去噪处理

对步骤二得到的二值图像进行中值滤波运算,然后对二值图像进行先膨胀后腐蚀的形态学闭运算,再根据坐标系对二值图像进行轮廓查找,去除二值图像中所有独立存在且面积小于设定面积的白色区域,得到消除孔洞并去除小块的去噪图像;

步骤四、苗列重心提取

在步骤三得到的去噪图像的底端和中部分别设置 区域,对底端 区域和中部区域分别进行图形掩膜,然后对底端 区域和中部 区域内的苗列分别进行重心提取,从而在去噪图像的底部得到多个苗列底部重心,并在去噪图像的中部得到多个苗列中部重心;

步骤五、扫描苗列最优线

对步骤三得到的去噪图像进行扫描,分别得到多个苗列底部重心的直线集合以及多个苗列中部重心的直线集合,每个苗列底部重心的直线集合均包含了所有以该苗列底部重心为起点、并延伸至去噪图像顶部的直线,每个苗列中部重心的直线集合均包含了所有以该苗列中部重心为起点、并延伸至去噪图像顶部的直线,对所有直线集合分别进行筛选,筛选出每个直线集合中各自通过白色区域最多的直线,从而得到分别通过多个苗列底部重心的多条底部苗列最优线,以及分别通过多个苗列中部重心的多条中部苗列最优线;

步骤六、苗列轮廓融合与筛选

将步骤五得到的底部苗列最优线和中部苗列最优线以白色线条显示并全部添加在去噪图像上,从而将去噪图像的苗列区域、底部苗列最优线、中部苗列最优线融合为苗列筛选轮廓区域,计算得出苗列筛选轮廓区域中所有独立存在的白色区域的面积,根据面积大小筛选出面积最大的两个白色区域,在去噪图像上去除其余白色区域,以保留的两个白色区域作为苗列目标轮廓区域;

步骤七、苗列导航线拟合

通过最小二乘法对步骤六得到的苗列目标轮廓区域进行直线拟合,得到苗列目标轮廓区域的苗列轮廓中心线,以苗列轮廓中心线作为无人驾驶农业机械的苗列导航线,即完成无人驾驶农业机械的苗列导航线检测。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人驾驶农业机械的苗列导航线检测方法,其特征在于:步骤四中,底端 区域和中部 区域均为矩形,底端 区域的横坐标范围为,底端 区域的纵坐标范围为 ,中部 区域的横坐标范围为 ,中部 区域的纵坐标范围为 。

3.根据权利要求1所述的一种用于无人驾驶农业机械的苗列导航线检测方法,其特征在于:步骤六中,通过图像轮廓面积函数计算白色区域的面积,通过集合 储存面积最大的两个白色区域作为苗列目标轮廓区域的集合;步骤七中,通过直线拟合函数对苗列目标轮廓区域的集合进行最小二乘法直线拟合,得到苗列轮廓中心线。