基于视差分析的草地识别系统技术方案

公开一种基于视差分析的草地识别系统，包括可以自主移动的运动平台，所述的运动平台底部安装左摄像头、右摄像头和照明模块，所述的运动平台内部设置进行集中控制的处理器，与所述的左摄像头和右摄像头连接，所述的处理器内部设置草地识别算法，确认所述的运动平台的前进方向是否为草地，包括以下步骤：(1)所述的处理器打开所述的照明模块，同步获取所述的左摄像头和右摄像头采集的图像数据f

Grassland recognition system based on disparity analysis

【技术实现步骤摘要】
基于视差分析的草地识别系统
本专利涉及基于视差分析的草地识别系统，属于计算机视觉领域。
技术介绍
草地识别是一个基础性难题，是工作在草坪上的智能化设备的共性问题。比如，割草机器人需要确定自己的工作区域，即草坪识别。智能化的割草机器人可以帮助我们定期修剪草坪，保持美观，节省大量的劳力。但是，当前技术还不成熟，在工作区域识别上还做不到草地识别，只是在草地周边铺设电缆，并在电缆上通直流电，割草机器通过识别电场方向来确定工作区域。该方法可靠性高，但是需要增加硬件成本，并且随着草地面积的增大，其硬件成本也迅速增加。而目前，草地智能识别主要是采用摄像头进行图像采集，如果图像大部分区域为绿色则可以判断为草地，否则为非草地。这种方法最大的挑战就是无法区分出绿色地砖。
技术实现思路
针对上述问题，本专利采用立体视觉的方法，提供基于视差分析的草地识别系统，建立平坦地面与草地之间的差异化特征。本专利解决其技术问题所采用的技术方案是：基于视差分析的草地识别系统，包括可以自主移动的运动平台，所述的运动平台底部安装左摄像头、右摄像头和照明模块，所述的左摄像头和右摄像头的光轴相互平行，所述的运动平台内部设置进行集中控制的处理器，与所述的左摄像头和右摄像头连接，所述的处理器可同步获取所述的左摄像头和右摄像头所采集的图像，所述的处理器内部设置草地识别算法，确认所述的运动平台的前进方向是否为草地，所述的草地识别算法包括以下步骤：(1)所述的处理器打开所述的照明模块，同步获取所述的左摄像头和右摄像头采集的图像数据fL(x,y)和fR(x,y)，其中x=1~M，y=1~N，其中，M为x轴方向上的最大像素个数，N为y轴方向上的最大像素个数；(2)采用立体视觉算法，对图像数据fL(x,y)和fR(x,y)提取视差图H(x,y)；(3)计算视差图H(x,y)的方差值σ；(4)如果方差值σ>T，则判断为草地；否则，则判断为非草地，其中T为经验阈值。本专利的有益效果主要表现在：采用立体视觉的方法，建立平坦地面与草地之间的差异化特征，识别可靠性高。附图说明图1是运动平台的底部外形图；图2是草地识别算法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述：参照图1-2，基于视差分析的草地识别系统，包括可以自主移动的运动平台，所述的运动平台可设置驱动轮1和支撑轮2，可以实现执行、后退以及任意角度的旋转。所述的运动平台底部安装左摄像头4、右摄像头5和照明模块3，所述的左摄像头4和右摄像头5的光轴相互平行，所述的运动平台内部设置进行集中控制的处理器，与所述的左摄像头4和右摄像头5连接，所述的处理器可同步获取所述的左摄像头4和右摄像头5所采集的图像。因为所述的左摄像头4和右摄像头5设置在所述的运动平台的底部，因此设置所述的照明模块3进行照明补光。所述的处理器内部设置草地识别算法，确认所述的运动平台的前进方向是否为草地，所述的草地识别算法包括以下步骤：(1)所述的处理器打开所述的照明模块3，同步获取所述的左摄像头4和右摄像头5采集的图像数据fL(x,y)和fR(x,y)，其中x=1~M，y=1~N，其中，M为x轴方向上的最大像素个数，N为y轴方向上的最大像素个数；在该步骤中，图像数据fL(x,y)和fR(x,y)是在同一时间采用同一场景的图像，那么场景中的同一对象在fL(x,y)和fR(x,y)中的x坐标是不同的，这就是视差，视差越大，距离越近，视差越小，距离越远。对于平坦地面，视差比较均匀，不会相差太大；而对于草地，由于草叶高低不平，视差会产生一定的波动，这个特征就可以用来识别草地。(2)采用立体视觉算法，对图像数据fL(x,y)和fR(x,y)提取视差图H(x,y)；在步骤(2)中，所述的立体视觉算法可采用SAD算法，当匹配无效，记H(x,y)=E，即无效值。(3)计算视差图H(x,y)的方差值σ；首先，计算H(x,y)的均值u，u=∑H(x,y)/N，其中，N为所有数值有效的H(x,y)数据的数量；然后，得到方差值σ，σ=∑(H(x,y)-u)2/N。(4)如果方差值σ>T，则判断为草地；否则，则判断为非草地，其中T为经验阈值。当所述的移动平台位于草地上时，方差值σ会具有一定的幅值，参数T是经过实验及统计后得到的经验阈值，可用于判断是否为草地。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于视差分析的草地识别系统，包括可以自主移动的运动平台，其特征在于：所述的运动平台底部安装左摄像头、右摄像头和照明模块，所述的左摄像头和右摄像头的光轴相互平行，所述的运动平台内部设置进行集中控制的处理器，与所述的左摄像头和右摄像头连接，所述的处理器可同步获取所述的左摄像头和右摄像头所采集的图像，所述的处理器内部设置草地识别算法，确认所述的运动平台的前进方向是否为草地，所述的草地识别算法包括以下步骤：/n(1)所述的处理器打开所述的照明模块，同步获取所述的左摄像头和右摄像头采集的图像数据f

【技术特征摘要】
1.基于视差分析的草地识别系统，包括可以自主移动的运动平台，其特征在于：所述的运动平台底部安装左摄像头、右摄像头和照明模块，所述的左摄像头和右摄像头的光轴相互平行，所述的运动平台内部设置进行集中控制的处理器，与所述的左摄像头和右摄像头连接，所述的处理器可同步获取所述的左摄像头和右摄像头所采集的图像，所述的处理器内部设置草地识别算法，确认所述的运动平台的前进方向是否为草地，所述的草地识别算法包括以下步骤：
(1)所述的处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑜，
申请(专利权)人：杭州晶一智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33