[发明专利]一种基于人工标识的自动投饵作业船视觉导航方法

摘要

本发明公开了一种基于人工标识的自动投饵作业船视觉导航方法。自动投饵作业船采用视觉导航方式沿着预定航线行驶，通过对设置的人工标识物进行图像处理获取其表达的导航信息，判断自动投饵作业船的位置和航向，制定出相应的控制策略，控制自动投饵作业船按预定的航线自主行驶。本发明的优点在于能节省大量的人工操作，减轻青虾养殖者的劳动强度，为实现青虾养殖业的自动化、智能化提供了依据，有利于青虾养殖业的规模化发展。

主权项

一种基于人工标识的自动投饵作业船视觉导航方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在虾塘前后左右指定位置设置特定的人工标识物，不同的人工标识物表示不同的导航信息；导航信息包括表示直行控制信号和表示转弯控制信号两类人工标识物，直行控制信号人工标识物采用“田”字形图案编码区分不同航线，以“田”字型图案左上角方格为最高位，右下角方格为最低位，按从右至左、自下而上的方向进行二进制编码，其中黑色方格表示“1”，白色方格表示“0”；转弯控制信号人工标识物分为三类，绿色圆形图案表示左转弯信号，红色圆形图案表示停止转弯信号，蓝色圆形图案表示右转弯信号；步骤2，自动投饵作业船选用三个摄像头，分别在自动投饵作业船的前、后、右边安装固定，对摄像头采集的图像通过船体控制单元进行图像处理，前后方摄像头A、B是为得到控制直线行驶信号，右边摄像头C是为得到控制转弯和停止转弯信号；步骤3，船体控制单元首先根据前方摄像头A来判断自身的位置和姿态并制定相应控制策略，控制自动投饵作业船的行驶状态；若前方摄像头A拍摄的图像中心在标识物的左边，则船头应向右边偏转；若前方摄像头A拍摄的图像中心在标识物的右边，则船头应向左边偏转；船头偏转直至前方标识物在采集图像的中间位置；步骤4，当前方摄像头A拍摄的标识物在采集图像的中间位置，此时应根据后方摄像头B拍摄图像中标识物的位置来判断船的位置；若后方摄像头B拍摄的图像中心在标识物右边，可判断此时自动投饵作业船船体位于航线的右边，则船头应向左边偏转；若后方摄像头B拍摄的图像中心在标识物左边，可判断此时自动投饵作业船船体位于航线的左边，则船头应向右边偏转；若后方标识物在采集图像中间，则自动投饵作业船在指定航线上行驶；所述根据后方摄像头B拍摄图像中标识物的位置来判断自动投饵作业船的位置的方法，还包括，自动投饵作业船船头在偏转过程中的角度是按照偏转前、后两个距离比来确定的；偏转前距离比为：后方摄像头B拍摄的图像中心与后方两个相邻标识物距离比；偏转后距离比为：前方摄像头A拍摄的图像中心与前方两个相邻标识物距离比；并实时计算偏转过程中标识物中心与图像中心的距离，这一偏转过程直至偏转前后距离比相等；步骤5，按步骤4偏转完成后，按照此策略反复动态调整船的位置和姿态，使自动投饵作业船能按照预定轨迹直线行驶；步骤6，当自动投饵作业船右边摄像头C拍摄到左、右塘岸转弯控制信号人工标识物的信号时，自动投饵作业船船体控制单元根据识别的导航信息，控制和改变自动投饵作业船的相应行驶状态；当检测到左右转弯导航信号时，船头左右转直至检测到停止转弯信号，停止转弯后船即到下一个航线上；步骤7，重复步骤3‑6，直至完成本次自动投饵作业船的投饵作业。