果樹(shù)自動(dòng)噴藥中的雙目視覺(jué)方法研究.pdf

1、果樹(shù)自動(dòng)農(nóng)藥噴灑即移動(dòng)機(jī)器根據(jù)周?chē)h(huán)境自主完成對(duì)農(nóng)作物的藥物噴灑過(guò)程，從而代替果農(nóng)的操作，降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度。此過(guò)程可以分為四部分：動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分、運(yùn)動(dòng)控制部分、周?chē)h(huán)境識(shí)別與決策部分以及噴藥執(zhí)行部分。而周?chē)h(huán)境識(shí)別與決策可以歸結(jié)為一個(gè)自主導(dǎo)航的問(wèn)題。同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建(SLAM)問(wèn)題是自主導(dǎo)航的基礎(chǔ)與核心，為自主導(dǎo)航提供了理論依據(jù)與解決方案。SLAM即運(yùn)用相應(yīng)算法處理傳感器獲取的信息，完成自身的狀態(tài)位置估計(jì)以及整個(gè)任務(wù)目標(biāo)區(qū)的環(huán)境地圖建立

2、，同時(shí)利用已知的地圖反饋估計(jì)自身的位置，從而適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境。
　　本文針對(duì)未知環(huán)境下雙目視覺(jué)SLAM系統(tǒng)進(jìn)行研究。對(duì)果樹(shù)的噴藥操作，首先需要確定目標(biāo)物的方位、距離信息。在圖像處理領(lǐng)域中，雙目測(cè)距的方法能夠較好的完成對(duì)目標(biāo)物距離的測(cè)量，而要獲得較高的距離測(cè)量精度，就要通過(guò)相機(jī)標(biāo)定獲取相機(jī)焦距參數(shù)參與計(jì)算。實(shí)現(xiàn)雙目測(cè)距的另一個(gè)關(guān)鍵在于選取目標(biāo)物上一個(gè)較為穩(wěn)定的點(diǎn)，由于SIFT特征點(diǎn)的尺度不變性、旋轉(zhuǎn)不變性以及穩(wěn)定精確性等特點(diǎn)，本文采用

3、SIFT算法完成目標(biāo)物穩(wěn)定點(diǎn)的提取。但接下來(lái)的問(wèn)題是并非所有的SIFT特征點(diǎn)都在植株上，所以應(yīng)該限定特征點(diǎn)的選取范圍。本文在閾值分割算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種基于最大分量分析的閾值分割算法，這樣便可保證所有的特征點(diǎn)都在植株上，另外也減少了特征點(diǎn)數(shù)量，提高了算法執(zhí)行效率。雙目測(cè)距還需要給出左、右目相機(jī)中同一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的圖像位置偏移量，而兩幅圖像中同一特征點(diǎn)是可通過(guò)特征點(diǎn)匹配進(jìn)行識(shí)別。針對(duì)存在較多錯(cuò)誤匹配點(diǎn)的情況，本文對(duì)圖像中的極限幾何