农业机械全方位视觉定位系统的定位算法

农业机械全方位视觉定位系统根据标识方位角角度估算传感器相对于标识坐标系的绝对位置,包括系统校正、除噪、标识特征提取、方位角度估算和定位算法,其中定位算法是实现农业机械全方位视觉定位系统的关键部分。该文主要研究了4个标识和3个标识的定位算法,并通过室外30m×30m平地上的定点试验和传感器倾斜试验验证定位精度及传感器倾斜对定位精度的影响。试验结果表明,试验点坐标的估算值与实测值之间距离的均方根误差与平均绝对误差分别为14.75和14.06cm,最大绝对误差为25.72cm;倾斜角度越大,对定位精度的影响越大。研究表明本文定位算法是可行的,且算法简单、运行速度快;实用中当传感器倾斜角度大于5°或者凹凸不平明显的作业环境中,有必要考虑传感器倾斜造成的定位误差的补偿。

全方位视觉定位系统标识方位角研究

为保证全方位视觉图像中标识方位角度的计算精度,研究了图像除噪和提取人工标识的算法。采用低频滤波除噪;计算了图像中红色像素的强度,并设置红色阈值提取红色特征像素,以相邻像素的欧几里得几何距离来划分像素块,每像素块的重心作为图像中的位置标识;求出图像中标识与相机投影中心的方位角度;在复杂环境中,采用蓝色块来辅助红色标识判别人工标识。通过图像标识识别实验验证了除噪处理的有效性;并在面积为30 m×30 m的室外平地上,进行了定点、直线行驶和传感器倾斜实验。定点实验结果为标识方位角平均绝对误差和均方根误差平均值分别为1.12°和2.10°;传感器倾斜实验结果表明5°倾斜对方位角的影响较小;直线行驶的定位精度约10 cm。研究表明算法可行,求出的标识方位角误差较小,运行速度较快和鲁棒性强且定位精度较好。