[发明专利]喷雾视觉定位系统及定位方法

权利要求书

1.一种喷雾视觉定位系统，其特征在于，包括控制单元、左摄像单元、右摄像单元、图像采集单元、激光二级管列阵光源和光源控制单元；其中，

所述左摄像单元与右摄像单元，分别与图像采集单元连接，用于获取场景图像信息；

所述图像采集单元，与控制单元连接，用于在控制单元控制下通过所述左摄像单元与右摄像单元采集图像信息，并将所采集的图像信息发送给控制单元；

所述光源控制单元，与所述激光二级管列阵光源和控制单元分别连接，用于在控制单元控制下驱动激光二级管工作；

所述激光二级管列阵光源包括多个呈矩阵排列的激光二极管，其中的每个激光二级管固定在支架上，所述支架的位置和纵向发射角可调。

2.如权利要求1所述的喷雾视觉定位系统，其特征在于，所述控制单元包括视觉处理子单元，用于采集、识别图像信息、对左右摄像机采集的图像进行匹配并提取三维信息。

3.如权利要求1所述的喷雾视觉定位系统，其特征在于，所述控制单元包括激光二极管控制子单元，用于调整所开激光二极管的数目、位置和明暗。

4.如权利要求1所述的喷雾视觉定位系统，其特征在于，所述光源控制单元通过单片机实现，且所述单片机的I/O口通过三级管将激光二级管接入电路。

5.一种利用权利要求1-4中任一项所述系统进行喷雾视觉定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A：获取图像信息，并对所述图像信息进行RGB三通道阈值分割，求取交集作为分割结果，而后将图像转为二值灰度图；

B：判断所述分割结果占整个图像的比例是否达到预定值，若是，则所述控制单元发送控制信息给所述光源控制单元，所述光源控制单元控制激光二级管列阵光源工作，并发送反馈信息给控制单元；

C：所述控制单元根据所述反馈信息控制图像采集单元获取加有激光标记的图像并与相邻时刻未加激光标记的图像做差，获取左右激光离散点图像；

D：对所述左右激光离散点图像进行匹配；

E：根据实际工作环境及目标作物的实际位置范围，判断是否存在错误匹配点，若是，则对错误匹配点进行校验，若否，则执行步骤F；

F：判断是否小于预设的匹配点数，若是，则在已知特征点基础上采用harris算子扩展特征点，然后进行匹配，若否，则执行步骤G；

G：根据获得的匹配点对结合相机标定参数，计算摄像机坐标系下目标作物的三维点坐标位置信息并输出。

6.如权利要求5所述进行喷雾视觉定位的方法，其特征在于，所述步骤E中，对错误匹配点进行校验包括：通过控制激光二级管的开闭，获得激光二级管与图像位置的对应关系，从而获得纠正的匹配点。

7.如权利要求5所述进行喷雾视觉定位的方法，其特征在于，所述步骤D进一步包括：

D1：将彩色图像转为灰度图像；

D2：采用双峰法对所述灰度图像进行阈值分割；

D3：对分割后的图像进行区域标记和区域形心提取；

D4：对左右激光离散点图像反向运算，取同时符合匹配规则的点对作为视差计算依据，消除因遮挡或边缘光点发散所造成的影响；

D5：根据视差求解匹配点所对应的三维坐标信息。

8.如权利要求7所述进行喷雾视觉定位的方法，其特征在于，所述步骤D3进一步包括：通过极线约束条件和区域中心周边点的灰度相关性来判断初始匹配点。