农田作业机器人空间视觉体系研究

以旱田作业环境为目标，研究建立农田作业机器人的空间视觉体系算法模型。农田作业机械作业行走的共同特点是，在作业开始时沿着农田与农田外环境的分界线直线作业行走，遇到田端后回转,沿着已作业地与未作业地的分界线直线作业行走。该研究将农田视觉图像抽象为已作业地、未作业地、农田外环境和天空等4个区域；以耕作、播种、田间管理和收获等旱田的不同作业环境为目标，研究出提取以上4个区域分界处像素点群的共同算法；通过分别对各个像素点群进行直线回归,获得用于机器人行走定位的区域分界线的直线参数；判断出田端时，利用双目视觉测量到田端的距离；在机器人行走作业过程中，用双目视觉对障碍物进行实时监测；试制行走控制装置，探讨基于该空间视觉模型的导航方法。该项目完全由机器视觉来实现自我导航、距离测量和障碍物监测, 具有系统构造简单、控制精度高、成本低等优点，项目完成后,将为农田作业廉价机器人的研究开发奠定基础。

基于精密GPS的农田作业自动导航装置已经实用化，但是由于其成本高昂，难以推广，本项目致力于廉价视觉导航系统的研究与开发。以旱田作业环境为目标，研究建立农田作业机器人的空间视觉体系算法模型。农田作业机械作业行走的共同特点是，在作业开始时沿着农田与农田外环境的分界线直线作业行走，遇到田端后回转，沿着已作业地与未作业地的分界线直线作业行走。本研究将农田视觉图像抽象为已作业地、未作业地、农田外环境和天空等4个区域；以耕作、播种、田间管理和收获等旱田的不同作业环境为目标，研究出提取以上4个区域分界处像素点群的共同算法；通过分别对各个像素点群进行直线回归，获得用于机器人行走定位的区域分界线的直线参数；判断出田端时，利用双目视觉测量到田端的距离；在机器人行走作业过程中，用双目视觉对障碍物进行实时监测；试制行走控制装置，探讨基于该空间视觉模型的导航方法。本项目完全由机器视觉来实现自我导航、距离测量和障碍物监测，具有系统构造简单、控制精度高、成本低等优点，项目完成后，将为农田作业廉价机器人的研究开发奠定基础。