[发明专利]基于条码的双目视觉稻麦收割机割台高度实时检测方法

说明书

一种基于条码的双目视觉稻麦收割机割台高度实时检测方法，通过旋转割台转轴的静止特征条形码标记后，进行基于双目视觉稀疏特征匹配车载快速实时测距。本发明将基于条形码的特征标记方法及其基于双目视觉稀疏特征匹配车载实时测距方法相结合，能够快速有效地识别割台的拨禾轮的自转中心轴位置，实时地获取准确的割台高度。

技术领域

本发明涉及的是一种无人驾驶机稻麦收获装备环境感知检测领域的技术，具体是一种基于双目视觉的无人驾驶用稻麦收割机割台高度实时检测方法。

背景技术

智能化、无人化作业是目前农机装备的研究热点及发展趋势，现有全喂入式收割机在收获过程中经常遇到作物倒伏，要保证收获作业质量，无人化智能收获机需要对割机割台高度实时调整的自动化，除了对作物的高度感知外，还要求能够对割台的高度进行实时检测，将检测到割台高度的反馈信息与输入控制系统的作物高度信息进行比较，以实现割台高度的闭环控制。

现有的收获机械割台高度检测主要是基于角度传感仿形装置，用于实现对不平地形的仿形跟踪，不能用于倒伏情况下相对于作物高度的割台高度的检测；传统的机械式割台高度检测方法无法满足稻麦倒伏情况下收割作业时对割台高度的检测需求，而割台不规则形状多，常规视觉检测方法特征点较难实时性地选取，为此本专利发明一种运动割台转轴的条码特征位置标记及其基于双目视觉的稻麦收割机割台高度实时检测方法。

发明内容

本发明针对现有技术无法准确地获取收割机割台高度数据的问题，提出一种基于条码的双目视觉稻麦收割机割台高度实时检测方法，将基于条形码的特征标记方法及其基于双目视觉稀疏特征匹配车载实时测距方法相结合，能够快速有效地识别割台的拨禾轮的自转中心轴位置，实时地获取准确的割台高度。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于条码的双目视觉稻麦收割机割台高度实时检测方法，通过旋转割台转轴的静止特征条形码标记后，进行基于双目视觉稀疏特征匹配车载快速实时测距。

所述方法具体包括：

步骤1、在收割机割台的拨禾轮自转中心轴上的不同位置处粘贴三个不同的条形码；

所述的条形码由黑白相间的平行条纹组成，用于在拨禾轮自转中心轴打上特征标记，增加自转中心轴的图像特征点。

所述的粘贴，具体是指：条形码竖着绕着自转中心轴一圈粘贴，以保证图像中的自转中心轴在旋转过程中标记的特征始终保持不变。

所述的条形码，优选使用三个不同的条形码，可以减少光照对双目视觉识别条形码特征的影响。

步骤2、基于双目视觉稀疏特征匹配车载快速实时测距，具体包括：

步骤2.1、基于颜色与梯度融合的条形码标记识别，具体包括：

2.1.1、将在条形码区域实现了颜色特征增强的图像和梯度特征增强的图像进行图像融合得到特征增强图像，图像融合具体为：I_e＝w_C×I_C+w_G×I_G，其中：I_e为融合后的特征增强灰度图像；I_C为颜色特征增强图像，即R分量图；I_G为梯度特征增强的图像，即x和y方向的梯度差值图；w_C为颜色特征增强图像的融合权重，w_G为梯度特征增强图像的融合权重。

所述的颜色特征增强图像的融合权重优选为0.65。

所述的梯度特征增强图像的融合权重优选为0.35。

所述的颜色特征增强图像，通过以下方式得到：从图像中提取RGB颜色空间的三通道值，由于B分量图中条形码标记区域与周围环境的对比最为明显，因此提取B分量图实现颜色特征增强。