恭喜浙江大学彭勇刚获国家专利权
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龙图腾网恭喜浙江大学申请的专利一种基于视觉纠偏的农田机械导航方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119295504B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411851748.2,技术领域涉及:G06T7/194;该发明授权一种基于视觉纠偏的农田机械导航方法是由彭勇刚;郑开开设计研发完成,并于2024-12-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于视觉纠偏的农田机械导航方法在说明书摘要公布了:本发明涉及智能农业领域,旨在提供一种基于视觉纠偏的农田机械导航方法。包括:利用相机获取行进路径前方的实时视频,图像中心线为初始的作业导航线,并根据设定时间间隔实时提取视频中的图像;对图像进行像素坐标校正后,基于目标作物的特征色彩分离图像中的作物和背景,然后对图像进行二值化转化;计算作物分布比例并进行置信度评估,判断图像的有效性;针对分割后的图像进行基于正弦模板的优化匹配,确认实际作物行的对称中心的位置,并计算得到实际偏移量;将偏移量传送给下位机以进行路径校正。本发明能够实现农田机械设备的智能导航和路径校正;在图像中作物行有缺失或偏移的时候仍然具有较强的鲁棒性,支持多种不同颜色作物田的导航。
本发明授权一种基于视觉纠偏的农田机械导航方法在权利要求书中公布了:1.一种基于视觉纠偏的农田机械导航方法,其特征在于,包括以下内容:(1)利用固定在农田机械上的相机获取行进路径前方的实时视频,以视频中图像的中心线为初始的作业导航线;获取实际的相机参数和作物参数,并根据设定时间间隔实时提取视频中的图像;(2)根据相机参数确定变换区域,对实时获取的图像进行像素坐标校正;(3)基于目标作物的特征色彩分离图像中的作物和背景,然后对图像进行二值化转化;(4)根据作物在二值化图像中的分布,计算作物分布比例并进行置信度评估,判断图像的有效性;(5)根据作物参数确定图像分割区域数量,并进行横向的均匀分割;然后针对每一个分割后的图像进行基于正弦模板的优化匹配,确认实际作物行的对称中心在图像中的位置,并计算得到实际偏移量;该步骤具体包括:(5.1)根据相机视野范围确定图像分割区域数量roinum的取值,然后对图像进行横向的均匀分割,roinum∈[5,10];(5.2)在分割后的图像基础上,基于正弦函数构造作物行分布模板fx,midaxis,以midaxis为模板对称中心坐标计算图像中的作物参数: ;以上各式中:mid_l和mid_g均为过程量;groupdistancepic为图像中的苗带间距;groupdistance为实际苗带间距;linedistancepic为图像中的作物行距;linedistance为实际作物行距;plantwide为实际作物宽度;groupnum_total为苗带数量;sightnum_total为视野中作物行数量;linenum_total为每个苗带中作物行数;groupnum为用于求和的苗带计数变量;linenum为用于求和的作物行计数变量;g为门函数,用于筛选目标区域;a为偏移参数,用于调整模板高度;(5.3)针对分割以后的每一个图像区域,对每一个横坐标i,累加计数所有横坐标x=i的白色像素;该式中,H为分割后的图像高度,pi,y为图像矩阵中坐标i,y的对应值;将i遍历1至W,得到长度为图片宽度W的作物行分布数列Sx;利用梯度下降方法将作物行分布模板fx,midaxis和作物行分布数列Sx进行拟合,通过调整midaxis的值得到两者之间偏移量最小的位置: 将此时的midaxis值作为横坐标,将该区域的纵坐标均值作为纵坐标,得到实际作物行的对称中心在图像区域中的坐标位置;(6)将偏移量传送给下位机以进行路径校正。
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