基于角點特征的雙目視覺雜草定位系統(tǒng)研究.pdf

1、在傳統(tǒng)的農業(yè)中，除草劑的使用方式普遍為粗放式大面積噴灑，這樣不僅造成了浪費，還造成了潛在的生態(tài)環(huán)境危害。為此，國內外提出了“精細農業(yè)”這個概念，在有雜草的區(qū)域噴灑除草劑，而在無雜草的區(qū)域不噴灑，這樣可顯著地減少用藥量?，F有的方法主要是先對雜草進行識別，然后通過有多個噴頭的雜草噴灑系統(tǒng)覆蓋雜草區(qū)域來噴灑除草劑。本文在總結國內外相關研究的基礎上，以小麥、棉花田的雜草為研究對象，主要圍繞雜草定位問題進行研究，最后采用雙目立體視覺技術，在靜態(tài)條

2、件下對雜草定位技術進行了研究，并設計了雙目視覺雜草定位系統(tǒng)。 針對角點特征檢測，本文給出一種新的基于USAN的棋盤角點檢測算法及基于連通域的改進角點算法，并提出用透視投影中基于交比不變原理計算交比偏差來評價角點檢測的精度?；赨SAN的棋盤角點檢測算法主要是利用棋盤角點的USAN區(qū)域對稱的原理而實現的；對于經典的SUSAN算法，考慮它對復雜類型角點檢測的缺陷，提出了基于連通域的改進角點算法，主要思想是在角點處多個頂角相交一起時角

3、點處的USAN不符合SUAN算法的要求而可以通過多個連通域的方法來檢測該角點的，相比Harris算法，該算法具有速度快，易實現等優(yōu)點。 在攝像機標定方面，由于是對雜草進行定位，精度要求沒有工業(yè)方面的高，在這里只考慮一階徑向畸變，先單獨標定主點坐標和一階徑向畸變參數，主點坐標是根據當攝像機的有效焦距變化時，相應的圖像發(fā)生縮放，而光軸不變，故光軸與圖像平面的交點(主點)不變的性質而獲得的，一階徑向畸變參數利用透視投影中交比不變的原理

4、來求得的，最后運用徑向約束線性標定其他參數，這種算法不僅考慮了鏡頭的畸變，而且可線性求解內外參數，避免了非線性優(yōu)化的煩瑣和不穩(wěn)定。實驗結果表明所提出的標定算法具有較高的精度、易操作、速度快等特點。 最后在攝像機標定的基礎上采用立體匹配方法實現雜草定位。為了實現角點的匹配，首先對角點特征先采用灰度互相關系數進行初始匹配，通過初始匹配點計算基本矩陣，然后在基本矩陣的引導下優(yōu)化匹配結果，正確匹配率可達到93％。根據標定出的攝像機的內外