[发明专利]一种农业机器人的视觉导航策略

摘要

本发明涉及一种农业机器人的视觉导航策略，本策略包括预瞄点的选取模块，DSP图像处理模块，单片机控制模块，超声波避障模块。根据沿道路右边缘行驶的导航基准，选取合适的预瞄点作为农业机器人的跟踪对象，农业机器人行驶时，由摄像机实时采集道路的图像信息，经DSP图像预处理后，提取路径的右边缘信息，结合预瞄点与路径右边缘的位置关系，求取出所需的导航参数并传递给单片机控制模块，进而控制农业机器人进行路径跟踪，并由超声波传感器进行安全避障处理。本导航策略跟踪预瞄点沿道路右边缘行驶，极大地降低了计算的复杂度，提高了实时性。通过超声波传感器进行安全预警，保障了视觉导航的安全可靠性。

主权项

一种农业机器人的视觉导航策略，其特征在于，包括预瞄点的选取模块，DSP图像处理模块，单片机控制模块，超声波避障模块四部分；其中所述的预瞄点选取模块，预瞄点是通过模仿驾驶员的驾驶行为，人为的假设车辆前方有跟踪的位置点，通过识别车辆前方道路中正确的预瞄点，使车辆跟踪预瞄点的方式来引导车辆正确行驶，预瞄点的位置主要由农业机器人的行驶速度、车体的尺寸和路径的宽度、路径和车体的相对位置以及导航基准决定，导航基准为沿道路右边缘行驶；所述的DSP图像处理模块，由安装在农业机器人最前部的CCD摄像头实时采集道路信息，经数字图像处理器DSP将其进行灰度化、阈值分割、形态学处理后，提取出图像中的路径右边缘信息与预瞄点坐标，结合摄像机的标定参数，最终确定世界坐标系中预瞄点的位置信息和跟踪预瞄点的导航参数，并把导航参数传送到单片机控制模块；所述的单片机控制模块：STM32单片机在接收到数字图像处理器DSP传来的导航参数信号后，将导航参数作为模糊‑PID混合控制器的输入，并通过控制器输出正确的控制信号来控制农业机器人的驱动电机，进而控制农业机器人跟踪预瞄点自主导航；所述的超声波避障模块：超声波传感器用来感知道路的障碍物信息，并把障碍物信息及时传送到单片机控制模块，单片机控制模块会以最高优先级来处理障碍物信号，进行安全预警，保障农业机器人导航的安全性。