基于激光雷达与图像融合定位作物中心点的跟踪导航方法技术

本发明专利技术涉及基于激光雷达与图像融合定位作物中心点的跟踪导航方法，属于导航技术领域，包括：对畸变矫正后的农田图像进行标注生成训练样本，将训练样本输入到U‑net模型中进行训练得到作物分割模型，并将作物和杂草进行分类；对滤波后的激光雷达点云数据和畸变矫正后的农田图像进行特征融合得到带有语义信息的作物点云；根据带有语义信息的作物点云计算作物中心点；将作物中心点作为预瞄点为农业机器人提供导航。本发明专利技术通过激光雷达和相机获取目标作物的空间结构信息，经特征融合生成语义点云，从该点云中动态提取作物中心点作为实时预瞄目标，替代跟踪算法中固定预瞄距离机制，实现了厘米级精准导航，大大提升了农业机器人作业精度与作业安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导航，特别是涉及基于激光雷达与图像融合定位作物中心点的跟踪导航方法。

技术介绍

1、在农业无人作业中，导航系统是非常重要的一环，当前主流导航方案主要包括卫星定位导航(gnss)，计算机视觉定位导航，激光雷达导航等方法。

2、卫星定位主要通过卫星数据及本地基站获得位置信息，从而控制机器人自主行驶。机器视觉系统通常通过各种方法对农田的二维图像信息进行处理与分析，自动得出各种指令数据，以控制机器人自主行驶。激光雷达主要通过激光反射实现定位与建图，并精准获取农田表面作物的空间位置信息。

3、在田间，机器视觉导航和激光雷达导航的关键技术是作物行提取和苗带识别，在视觉方向，作物行提取的主要方法是特征点提取和导航基准线拟合。如对rgb彩色图像的颜色分量进行归一化处理，再对绿色分量进行增强，从而加强苗带特征，进而分割出玉米苗带，或通过点云变换与滤波后，进行动态区域标定，寻找作物中心点，之后进行作物行识别与导航线提取。

4、现有卫星定位导航技术方案，可以做到在室外按规定路径进行行走，适合旋耕，播种，但是对于除草作业，定位信息本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于激光雷达与图像融合定位作物中心点的跟踪导航方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于激光雷达与图像融合定位作物中心点的跟踪导航方法，其特征在于，所述步骤5：对相机和激光雷达的成像参数进行标定得到标定后的成像参数，包括：

3.根据权利要求2所述的基于激光雷达与图像融合定位作物中心点的跟踪导航方法，其特征在于，在步骤5.5中，使用目标函数：

4.根据权利要求1所述的基于激光雷达与图像融合定位作物中心点的跟踪导航方法，其特征在于，所述步骤6：利用标定后的成像参数对滤波后的激光雷达点云数据和畸变矫正后的农田图像进行特征融合得到带有语义信息的...

【技术特征摘要】

1.基于激光雷达与图像融合定位作物中心点的跟踪导航方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于激光雷达与图像融合定位作物中心点的跟踪导航方法，其特征在于，所述步骤5：对相机和激光雷达的成像参数进行标定得到标定后的成像参数，包括：

3.根据权利要求2所述的基于激光雷达与图像融合定位作物中心点的跟踪导航方法，其特征在于，在步骤5.5中，使用目标函数：

4.根据权利要求1所述的基于激光雷达与图像融合定位作物中心点的跟踪导航方法，其特征在于，所述步骤6：利用标定后的成像参数对滤波后的激光雷达点云数据和畸变矫正后的农田图像进行特征融合得到带有语义信息的作物点云，包括：

5.根据权利要求4所述的基于激光雷达与图像融合定位作物中心点的跟踪导航方法，其特征在于，在所述步骤6.3中，采用公式：

6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志凯，齐博瑞，赵建国，霍倩，索雪松，甄文超，王泽河，孙磊，
申请(专利权)人：河北农业大学，
类型：发明
国别省市：