[发明专利]一种基于视觉的果园机械导航定位方法

说明书

一种基于视觉的果园机械导航定位方法，包括如下步骤：系统初始化后判断果园机械是否接收到卫星导航信号，若卫星导航信号正常则直接使用卫星导航；若卫星导航信号丢失则采用如下视觉导航定位；所述果园机械通过深度摄像头采集贴于对应的果树树干上的果树二维码信息得到视野内每颗果树的位置坐标(xsubgt;n/subgt;,ysubgt;n/subgt;)；所述果园机械在果树行间行驶并通过深度摄像头采集到的图像和深度信息，采用视觉里程计实时推算所述果园机械相对于运动起始点的位姿，并推算该果园机械的相对位置；以及通过所述深度摄像头采集果树树干的三维轮廓和对应的所述果树二维码的信息，返回所述果树的树干位置和世界坐标，推算所述果园机械的绝对位置，并校正所述视觉里程计的累积误差。

技术领域

本发明涉及农业机器人的定位方法，特别是一种基于视觉的果园机械导航定位方法。

背景技术

精准导航是智能化果园机械装备的关键技术，稳定的导航能力才能够保证果园机械自动行驶到果园的各个角落。导航定位方法的研究作为精准导航的基础工作，其性能的好坏直接影响着果园机械导航作业的控制精度。

果园机械自主作业时，需要在两行果树之间行驶，传统的卫星定位由于果树浓密树冠的遮挡，信号时有时无易导致定位效果不佳，进而影响作业精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述问题，提供一种基于视觉的果园机械导航定位方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于视觉的果园机械导航定位方法，其中，包括如下步骤：

S100、系统初始化后判断果园机械是否接收到卫星导航信号，若卫星导航信号正常则直接使用卫星导航；若卫星导航信号丢失则采用如下视觉导航定位；

S200、所述果园机械通过深度摄像头采集果树二维码的信息得到视野内每颗果树的位置坐标(X_n,Y_n)，所述果树二维码为预先生成的果树位置坐标信息并贴于对应的果树树干上；

S300、所述果园机械在果树行间行驶并通过深度摄像头采集到的图像和深度信息，采用视觉里程计实时推算所述果园机械相对于运动起始点的位姿，并推算该果园机械的相对位置；以及

S400、通过所述深度摄像头采集果树树干的三维轮廓和对应的所述果树二维码的信息，返回所述果树的树干位置和世界坐标，推算所述果园机械的绝对位置，并校正所述视觉里程计的累积误差。

上述的基于视觉的果园机械导航定位方法，其中，步骤S400中，所述深度摄像头通过图像处理的方法识别所述果树的树干位置，所述深度摄像头生成所述果园机械的前方三维地图，并计算所述树干位置的中心与所述果园机械之间的相对距离d_n。

上述的基于视觉的果园机械导航定位方法，其中，参照至少两组所述相对距离的信息和位置坐标推算所述果园机械的绝对位置，并校正所述视觉里程计累积误差。

上述的基于视觉的果园机械导航定位方法，其中，所述果园机械的绝对位置(X₀,Y₀)通过如下方程联立求解推算：

其中，x₁,x₂,……,x_n，y₁,y₂,……,y_n为视野内1-n棵果树对应的位置坐标，d₁,d₂,……,d_n分别为1-n棵果树的树干位置中心与所述果园机械之间的相对距离。

上述的基于视觉的果园机械导航定位方法，其中，步骤S300中，所述视觉里程计基于特征点匹配或像素灰度值差异，利用所述三维轮廓与所述深度摄像头采集到的图像的对应关系，求解相邻帧所述图像的所述深度摄像头的位姿。