农业机械视觉导航基准线识别算法研究

随着计算机技术和图像处理技术的发展,机器视觉导航技术的研究与应用已扩展到农业工程领域,与GPS技术一起成为农业机械导航领域中最有发展前景的导航技术。该文介绍了农业机械视觉导航技术中可用于导航基准线的几种识别方法的原理和特点并对各种方法的应用研究进行了综述。     

农用AGV视觉导航中基准线提取算法的研究

[目的]寻找用于农用AGV视觉导航曲线基准线的提取算法。[方法]针对农用AGV视觉导航基准线假定为直线而容易受作物残留物等因素的影响,引入了曲线导航基准线的提取算法。[结果]曲线导航基准线的提取算法为首先分割图像,将作物等植被和土壤等背景分离,然后在分割图像中以每行最大空隙的中点为标志点,逐行检查标志点,调整偏移较大的标志点,若与前一行标志点位移大于T,则缩小位移为t,最后连接标志点。曲线基准线提取算法更注重基准线的偏向与行进方向的一致性。[结论]在较多残留物和作物行缺乏规则的情况下,曲线基准线的大部分点都落在行进方向上,并总体向右倾斜,基本上反映了农用AGV的行进路线,提高了农用AGV导航精度。     

基于双目视觉的机器人定位与导航算法

自动化运输机械在丘陵山区的应用可以节省大量农业生产所需劳动力,多种因素的影响使得精确引导路径比较困难,很大程度上制约了自动化运输机械的推广使用.对基于双目视觉的机器人定位与导航算法进行研究,建立丘陵山区道路图像处理模型,强化对阴影的识别与信息的融合,有效将道路和周边环境区分开来.考虑到道路图像形状特征不明显且灰度值差异...     

再生稻收割机的视觉导航路径检测方法

采用机器视觉技术研究再生稻收割机导航路径检测方法.根据农田再生稻图像特点,基于HSV空间的S分量结合Otsu算法得到初始分割阈值T;为更好地保留不同成熟度再生稻植株特征,加入修正因子-a,得到分割阈值T-a二值化图像.将土壤路径从再生稻植株中分割出来,根据形成的植株左右边界区域特征,提出逐行扫描图像动态检测导航路径的中间离散点集,利用基于已知点的Hough变换检测出稻桩行间导航路径.结果表明:处理一幅像素419×310的图像平均耗时0.064 s,具有较好的实时性,对稻叶交叠现象具有较强的适应性,拟合的导航线符合人眼视觉感官判断.     

农用自动引导车视觉导航的研究

该文阐述了农用自动引导车的视觉导航的工作原理、控制系统以及工作流程,试验结果表明,视觉导航农用自动引导车具有可靠性高、跟踪误差小和实时性强等优点。     

基于视觉导航的农机多智体相对导航算法研究

将四元数视觉导航算法应用到农机智能体相对位姿确定中,构建了基于四元数的机器视觉相对位姿确定模型,降低了矩阵的阶数,减轻了计算量,提高了相对位置姿态的计算效率和计算精度,能够满足农机自主相对导航精准性和实时性的要求,并进行了仿真试验。仿真结果表明,该模型可以提供较为准确的相对导航信息,具有较好的可行性。     

基于LabVIEW的农用车辆视觉导航控制系统设计与仿真

【目的】为了实现农用车辆的自动导航.【方法】以LabVIEW图像采集以及模糊控制为主进行智能农业车辆控制系统的设计.首先在NI vision assistant环境下利用灰度化、像素分布、边缘检测、路径拟合等算法进行图像处理以及提取导航路径信息.之后利用Labview环境下的PID and Fuzzy Logic Toolkit工具箱确定隶属度函数并设计出模糊控制规则,再通过去模糊化后对农用车辆转向采取合理的控制策略,使得农用车辆平稳快速地行使.最后利用MATLAB环境下Simulink建立数学仿真模型,观察转向角信号对偏差角信号的跟踪情况.【结果】仿真表明,在周期10s下,幅度为10°的正弦波信号,对转向信号有着较好的跟踪能力,还可看出有较小的相位偏差,需要通过对控制器后续的控制策略优化来进行消除.     

基于视觉特性的自适应图像水印算法

为了使数字水印具有较强的鲁棒性和不可见性,提出了一种基于人眼视觉特性和小波变换的图像水印嵌入方法．首先,通过混沌映射对二值水印进行置乱处理,然后,运用量化方法把水印自适应地嵌入小波变换系数中,且量化步长是根据图像局部相关特性和人眼视觉特性动态地进行调整．仿真实验表明,该算法不仅具有较好的透明性和安全性,而且对诸如叠加噪声、JPEG压缩、平滑滤波、几何剪切、图像增强等攻击均具有较好的鲁棒性．     

基于机器视觉的田间水稻苗列识别算法的研究

利用YUV色彩空间模型,以完全查表法对水稻秧苗列图像进行灰度化,通过基于傅里叶变换指导生成图像形态学运算的结构元素,提出一种结合傅里叶变换进行膨胀和腐蚀的方法,提取秧苗列轮廓,采用改良的逆投影变换对苗列图像进行垂直俯视投影,得到实际田间苗列位置,进而利用苗列实际走向信息,实现机器视觉导航系统跟踪苗列行进。对摄像机不同角度获取的苗列图像的处理结果表明,在容许识别定位误差小于50像素点、角度偏差小于6°的前提下,对苗列中心线识别与提取导航基准线的准确率为95.2%,可较好地实现田间自然环境下秧苗图像背景分割和苗列中心线提取。     

基于机器视觉的叶菜类蔬菜菜垄识别算法

针对目前叶菜类蔬菜田间作业自动化程度低,缺乏适用自主导航技术等问题,提出一种基于机器视觉的叶菜类蔬菜菜垄识别算法。利用改进超绿算法(Gray=2Cg-Cr-Cb)对菜地图像进行灰度化,通过二值形态学变换和连通区域提取获得菜垄区域和边界,基于Huber损失函数进行边界曲线拟合,最终提取导航基准线。图像处理结果表明:1)本研究提出的识别算法在不同光照环境下具有较好的鲁棒性,自然综合光照条件下导航基准线提取成功率为97.5%;2)基于Huber损失函数获取到的导航基准线,平均均方根误差为0.668像素,比最小二乘法高72.5%,平均角度偏差为0.273°,比最小二乘法高72.6%,且处理速度与最小二乘法相似。试验证明本研究算法可实现在自然光照条件下对叶菜类蔬菜图像的菜垄识别和导航基准线提取。     

基于深度学习的图像分割在畜禽养殖中的应用研究进展

图像分割作为智慧农业养殖中“视觉系统”的重要组成部分,被广泛应用于畜禽的智慧养殖中。近年来,深度学习算法飞速发展,基于深度学习的图像分割技术也取得了重大突破。这些方法赋予了分割区域更准确的语义信息,使得图像分割更加精准和智能,为畜禽智慧养殖提供了更强的技术支持。本文通过广泛收集和整理国内外研究的相关文献,重点阐述了图像分割技术在畜禽养殖中的畜禽计数、体尺体质量测量、姿态估计与行为识别、体况及疾病检测、精准饲养等方面的应用现状,给出了如何根据实际性能需求（精度、处理速度）、数据集、计算资源等方面选择合适图像分割方法的建议,总结分析了当前研究中与畜禽养殖相关且可用于图像分割训练的公开数据集;并指出了基于深度学习的图像分割技术在畜禽养殖中所面临的挑战与未来的发展趋势,希望能为畜禽养殖中图像分割技术的具体应用提供参考。     

基于计算机视觉技术的红火蚁蚁巢探测

为探讨基于计算机视觉技术对红火蚁蚁巢进行探测识别的可行性,研究了利用数字图像处理技术提取红火蚁蚁巢特征参数,通过数学形态学对数字图像进行目标提取和识别。采用图像识别红火蚁蚁巢土建立了HSV彩色空间模型。研究结果表明,各红火蚁蚁巢土和普通土样本的H分量差异明显,特别是普通土H分量明显大于红火蚁蚁巢土,一般土壤H值大于30,而对于红火蚁蚁巢土土壤的H值小于30。因此,H分量可作为识别红火蚁蚁巢土的一项特征参数。当色调通道的平均值H30时,即可判定为红火蚁蚁巢土。研究结果说明基于计算机视觉技术对红火蚁蚁巢进行检测识别是可行的。     

浅论水土保持与社会主义新农村建设的关系

本文论述了水土保持是新农村建设的基础和前提,没有良好的生态环境,就不可能建设好的新农村,同时,新农村建设为水土保持工作提供了良好的社会环境和难得的发展机遇,将有力地推动水土保持工作,促进生态和人居环境的改善。     

基于组件式GIS的黄河流域水土保持信息系统的设计与实现

【目的】构建黄河流域水土保持信息系统,为水土保持数据管理提供信息平台和科学依据。【方法】探讨了组件式GIS的概念,基于ArcObjects的GIS组件式二次开发的方法、关键技术和开发方式,并结合面向对象的运行于.NET Framework之上的C#语言,开发黄河流域水土保持信息系统。【结果】该系统既实现了GIS的基本功能,又实现了图像、文档、表格的查询、显示以及一定的图形编辑操作和多种选择的图形输出等功能。【结论】开发的黄河流域水土保持信息系统基本满足了水土保持工作对数据管理、分析的需求,为水土保持决策、规划、治理提供了科学的依据。     

以新型农村金融机构为核心构建农村新民居投融资体系--以河北省为例

提出了河北省新型农村金融机构的发展现状及面临的问题,并以新型农村金融机构为核心,构建了农村新民居投融资体系。通过新民居投融资体系完善新型农村金融机构的支农性,充分发挥金融支持作用,进一步解决新民居建设中的资金瓶颈问题,促进新民居建设稳健发展。     

基于卫星遥感的黄三角濒海区土壤水盐及其耦合关系时空分析

水盐时空特征及耦合关系是盐渍化土壤治理和区域生态保护管理的重要基础。本研究选择黄河三角洲代表性濒海区域——垦利区,采用野外实测与遥感影像相结合的方法,筛选相关性较高的土壤水盐光谱参量,基于敏感光谱参量构建土壤水盐定量遥感反演模型,利用经典统计分析、耦合度模型、缓冲区分析、支持向量机分类等方法,分析研究区土壤表层水盐时空分异特征及其耦合关系。结果表明：基于水分敏感光谱指数LSWI、NDII和盐分敏感光谱指数SI-T、NDSI建立的各季节土壤水盐估测模型,验证集R²均大于0.650,RMSE均小于7,Sig<0.001;研究区土壤水盐含量总体较高,含盐量以中度盐渍化为主;不同季节土壤含水量排序为夏季>春季>秋季>冬季,土壤含盐量排序为春季>秋季>冬季>夏季,水盐耦合度排序为春季>秋季>冬季>夏季;不同植被类型土壤含水量排序为荒草地>光板地>耕地>林地,土壤含盐量排序为光板地>荒草地>耕地>林地,水盐耦合度排序为光板地>荒草地>耕地>林地;由近海到内陆,研究区土壤表层含水量、含盐量以及水盐耦合度呈现逐步递减的趋势,但土壤含盐量在距海>40~50 km处、含水量在距海>30~40 km处明显上升,耦合度也有所提高。本研究提供了濒海区域土壤水盐及其耦合关系的高效定量时空分析方法,研究结果可为滨海盐碱土改良利用与资源管理提供参考和依据。     

基于GPRS的农业病虫害图像无线传输系统设计

基于GPRS的农业病虫害图像无线传输系统以ST℃12单片机为核心,控制串口摄像头拍摄农业病虫害图片,并将该图片通过GPRS模块SIM300以彩信形式发送到预先设定好的农户和专家的手机和电子邮箱中.该系统解决了通信电缆无法覆盖绝大部分农田以及专家受地域和人数限制不能达到现场的困难,实现了对农业病虫害的无线监控功能.     

基于水文分析法评估水保措施对潮河上游年径流量的影响

该文基于潮河流域内的降水资料和水文资料,对流域1961—2005年降水--径流关系以及水土保持--径流关系进行了分析,并利用不同的水文分析法评估了流域水土保持措施对年径流量的影响程度。结果表明:①不同方法计算出来的水土保持措施的年均减水效应是不同的;利用经验公式法、径流系数还原法、双累积曲线法和不同系列对比法,计算出1981—2005年(措施期)水土保持措施的年均减水效应分别为23.79%、30.67%、30.79%和31.69%。②不同方法计算出的不同时段的水土保持措施的减水效应,其变化趋势是一致的;2001—2005年的年均减水效应最大,1981—1990年的年均减水效应次之,1991—2000年的年均减水效应最小。③水土保持措施对枯水时段的减水效应更为突出。