[发明专利]一种温室环境下导航线提取方法

说明书

技术领域

本发明属于农业机器人领域，涉及一种适应不同光照条件下温室 内行走机器人导航线快速提取技术。

背景技术

导航技术是自主移动机器人的核心技术之一，移动机器人只有准 确地知道自身的位姿、行走路径信息，才能安全有效地进行自主运动。 由于农业机器人工作环境的复杂变化和不可预测性，大大增加了农业 机器人的导航难度。作为目前较为成熟的农业机器人导航技术之一的 视觉导航技术，是指利用视觉系统识别出农业环境下路标信息作为行 走路径，根据农业机器人与行走路径的相对位置计算出控制量，通过 转向执行机构调节其位置进而跟踪期望路径的一系列过程。准确快速 识别提取路标信息是农业机器人导航的关键技术。

路标信息包括自然路标和人工路标两种形式，目前农业机器人导 航研究主要以自然路标为主，通过对工作环境中自然特征的识别，实 现导航。但是温室环境下植株行或垄等自然路标特征复杂多变，基于 视觉提取的导航信息可靠性差。因此研究温室内人工路标导航方式， 对于农业机器人的发展和实际应用具有重要意义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

温室环境下视觉导航图象的获取过程中，往往受各种因素的干 扰，特别是环境光线(包括强度和颜色)的干扰，对导航图象的分割尤 其是导航线提取算法制定带来了很大的困难。本发明针对温室内人为 导航路标，采用彩色摄像机采集导航路径信息，提出一种分步去除干 扰因素的导航线提取算法，来满足实时性和鲁棒性的要求。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明设计了一种温室环境下导航线提 取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：在温室道路上手工粘贴彩色导航线，采集温室路面信息，作 为原始彩色图像传送至计算机；

S2：对所述原始彩色图像进行灰度化处理，得到灰度图像；

S3：对所述灰度图像进行图像分割，去除温室内植物干扰，实现 路面提取；

S4：将图像分割后得到的二值图像作为蒙版覆盖到所述原始彩色 图像上，得到蒙版叠加后的图像；

S5：对所述蒙版叠加后的图像按照R、G、B分量进行归一化处 理，提取导航线。

其中，所述步骤S2中所采用的灰度化公式为：

grayimage＝0.30×R+0.59×G+0.11×B

其中R、G、B分别为原始彩色图像RGB色彩通道灰度值。

其中，所述步骤S3中所采用的图像分割方法为矩不变自动阈值 法。

其中，所述步骤S5中归一化RGB彩色空间的公式为：

r=RR+G+Bg=GR+G+Bb=BR+G+B]]>

其中r、g、b分别为归一化后的彩色空间中的分量值。

(三)有益效果

在上述技术方案中，归一化RGB彩色空间由RGB彩色空间经过 简单的数学变换即可得到，而RGB彩色空间可以从摄像机直接获取， 不需要复杂转换，算法实时性良好。并且本发明可适应温室内不同光 照条件下导航线提取，效果稳定、可靠。

附图说明

图1-a是本发明实施例中所采用的绿色黄瓜植株原始图像；

图1-b是本发明实施例中所采用的绿色黄瓜植株原始图像灰度化 处理后的图像；