[发明专利]一种基于Kinect传感器的颜色深度融合的导航线提取识别方法

权利要求书

1.一种基于Kinect传感器的颜色深度融合路径线提取方法，其特征在于，包括以下步骤：首先调用Kinect传感器彩色摄像头和红外摄像头；获取彩色图像和深度图像及其数据流；然后分别对彩色图像和深度图像进行处理；进而融合上述处理的彩色图像和深度图像；对融合得到的植株信息进行粒子群聚类；最后对聚类得到的特征点进行最小二乘法拟合得到导航线；

对融合得到的植株信息进行粒子群聚类的具体过程为：

步骤5.1：初始化粒子群，包括群体规模N,每个例子的位置x_i和速度v_i；

步骤5.2：计算每个粒子的适应度值Present；

步骤5.3：对每个粒子，用它的适应度值Present和个体极值pbest比较，如果Presentpbest，则用Present替换掉pbest；

步骤5.4：对每个粒子，用它的适应度值Present和全局极值gbest比较，如果Presentgbest，则用Present替换掉gbest；

步骤5.5：根据如下公式更新粒子的速度和位置

粒子i的第d维速度更新公式：

其中，

——第k次迭代粒子i飞行速度矢量的第d维分量；

——第k次迭代粒子i位置矢量的第d维分量；

c₁，c₂——加速度常数，调节学习的最大步长；

r₁，r₂——两个随机函数，取值范围[0,1]，以增加搜索随机性；

w——惯性权重，非负数，调节对解空间的搜索范围；

pbest_id——个体极值，gbest_d——全局极值；

步骤5.6：如果满足结束条件则退出，结束条件为误差达到要求或达到最大循环次数，否则返回步骤5.2；

对聚类得到的特征点进行最小二乘法拟合得到导航线的具体过程为：

由于待拟合点集近似排列在一条直线上，可设直线：

y＝ax+b

为其拟合方程，系数A＝[a,b]为待求解项，已知：

用矩阵形式表达为：Y＝X₀A，其中：

方程各部分均已知，所以可直接求解得到拟合直线的方程系数向量A。

2.根据权利要求1所述的一种基于Kinect传感器的颜色深度融合路径线提取方法，其特征在于：调用Kinect传感器彩色摄像头和红外摄像头，设置设备1位彩色摄像头，所获取的图像像素为1920x1080，设备2为红外摄像头，所获取的深度图像像素为512x424。

3.根据权利要求1所述的一种基于Kinect传感器的颜色深度融合路径线提取方法，其特征在于：通过帧触发循环函数i，获取指定帧i+1的彩色图像和深度图像及其数据流。

4.根据权利要求1所述的一种基于Kinect传感器的颜色深度融合路径线提取方法，其特征在于：对所获取的彩色图像和深度图像进行处理中，将采集的RGB模型转换为HSV模型，其转换公式如下：

亮度图转换公式：

色调图转换公式：

其中：R、G、B分别是RGB色彩空间中的红、绿、蓝分量，且H∈[0,360]，R∈[0,1]，G∈[0,1]，B∈[0,1]，V∈[0,1]。

5.根据权利要求1所述的一种基于Kinect传感器的颜色深度融合路径线提取方法，其特征在于：融合彩色图像和深度图像的具体过程为：直接将彩色图像缩放成对应的像素尺寸，然后像素点一一对应，对于原始大小的彩色图像，一片像素对应同一个深度即可。