插秧機視覺導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著世界人口的不斷增長，人們對糧食等農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的需求量越來越大，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕種方式已經(jīng)越來越不能適應(yīng)當(dāng)今的時代要求了。伴隨著自動化技術(shù)和傳感等技術(shù)的發(fā)展，智能化、機械化耕種方式逐漸取代了傳統(tǒng)耕種方式。自主導(dǎo)航技術(shù)也順應(yīng)著這種趨勢，被人們應(yīng)用于水稻耕種中。為此本文針對插秧機的視覺導(dǎo)航系統(tǒng)做了如下研究：
　　1）秧苗行中心線的提取
　　通過超綠變換(2G-R-B)和閾值處理將圖像灰度化，然后利用Meanshift算法去除秧苗種植間

2、隙，最后利用Hough變換提取基準(zhǔn)導(dǎo)航秧苗行。并將此種方法與傳統(tǒng)提取方法的實驗結(jié)果進行比較，分析兩種提取方法的優(yōu)劣，以及產(chǎn)生的原因。實驗證明本文選用的圖像處理方法更適于水田環(huán)境。
　　2）攝像機的標(biāo)定研究
　　針對現(xiàn)有的MATLAB和OpenCV攝像機標(biāo)定方式做了對比研究，通過分析標(biāo)定結(jié)果的誤差大小，最終選擇相對較穩(wěn)定的MATLAB標(biāo)定法。通過標(biāo)定獲得了攝像機的內(nèi)部參數(shù)，結(jié)合外部參數(shù)獲得導(dǎo)航的關(guān)鍵參數(shù)。
　　3）攝像機

3、導(dǎo)航控制方法的研究
　　通過獲取的導(dǎo)航參數(shù)，將秧苗行與插秧機的相對位置分三種情況進行路徑規(guī)劃。引入光電編碼器，測量插秧機輪子的實際轉(zhuǎn)角，作為反饋環(huán)調(diào)節(jié)。在電機轉(zhuǎn)速方面結(jié)合PID控制提高插秧機導(dǎo)航的穩(wěn)定性。
　　4）開展視覺導(dǎo)航實驗
　　通過搭建起的插秧機導(dǎo)航試驗平臺，開展了插秧機視覺導(dǎo)航初步試驗。通過實驗最終確定PID控制參數(shù)KP=10、K=0.025、Kd=0.4。試驗結(jié)果表明，目前該系統(tǒng)平均角度誤差在1°左右，平均