[发明专利]一种基于双目视觉的农田喷药机器人导航路径识别方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的农田喷药机器人导航路径识别方法，其特征在于，包括双目摄像头标定方法、导航路径数据获取方法以及导航路径识别及平滑方法，双目摄像头标定方法用来标定双目摄像头参数从而通过测定双目摄像头的重叠区域和深度信息来采集图像；导航路径数据获取方法即为一种基于左、右图像中的导航路径信息，获取实际导航路径数据的方法；导航路径识别方法，即一种改进的水平扫描法。

2.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的农田喷药机器人导航路径识别方法，其特征在于，所述的双目摄像头标定方法如下：两台摄像机采用正直摆放方式，设定它们的光轴平行且两镜头中心点连线为基线；设基距为b、焦距为f、三维空间的任意点在左像平面的投影为，在右像平面上的投影为；以左摄像头C_L为基准，设C_L光轴与基线的交点为三维空间的原点，轴与基线平行，轴为C_L的光轴；采用正直摆放方式的两个摄像头共同拍摄的区域，则可确定双目视觉的重叠区域，其中两个摄像头C_L和C_R轴心相距b，I_L和I_R分别为C_L和C_R对应的图像平面，和分别为I_L和I_R的中心。

3.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的农田喷药机器人导航路径识别方法，其特征在于，所述的一种基于左、右图像中的导航路径信息，获取实际导航路径数据的方法，其特征在于，算法步骤如下：

（1）对定位导航的左、右图像对进行处理，并识别出左、右图像中相应的导航路径；

（2）取第1行扫描线与左、右图像中导航路径的交点左像点、右像点，求取与左、右像点对应的空间点的空间坐标，

计算方式如下：

（3）取第5行扫描线与左、右图像中导航路径的交点左像点、右像点，如上求取与左、右像点对应的空间点的空间坐标，

以此类推，直到求出点的空间坐标；

（4）以左摄像机为基准摄像机，左像平面为基准像平面，确定相对于左摄像机的数据信息；

（5）将相对于左摄像机的实测数据投影到左图像上，即可依据左图像上的路径信息进行导航。

4.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的农田喷药机器人导航路径识别方法，其特征在于，所述的一种改进的水平扫描法，其特征在于，算法步骤如下：

（1）从图像的最后一行开始扫描，检测作物区域的左、右边缘点位置和；

如果左右边缘点存在，进入（2），否则继续检测下一行作物区域，直到检测到左、右边缘点的位置，记为和；

（2）在确定了第一行左、右边缘点的位置和后，依据经验值确定一个以像素为单位的合适的宽度值；

（3）当确定第二行的左、右边缘点位置时，不扫描整行，而是在第二行的的范围内扫描，从而确定第二行的左右边缘点位置和，

依次类推，在第行的的范围内扫描，从而确定第行的左右边缘点，直到最后一行。

5.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的农田喷药机器人导航路径识别方法，其特征在于，所述的平滑方法，其特征在于，将整个窗口分为4份，选取第一行和最后一行两个点作为起止点、1/3和2/3行处的点作为控制点利用贝塞尔曲线进行拟合。