基于梯度下降和角点检测的玉米根茎定位导航线提取方法.pdf

第 38 卷 第 13 期 农 业 工 程 学 报 Vol.38 No.13 2022 年 7 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering July 2022 177 基于梯度下降和角点检测的玉米根茎定位导航线提取方法 1 1 2 ※ 2 宫金良 ，孙 科 ，张彦斐 ，兰玉彬 （1. 山东理工大学机械工程学院，淄博255049 ； 2. 山东理工大学农业工程与食品科学学院，淄博255049 ） 摘 要：针对玉米根茎图像信息，提出一种在拔节期后玉米大田环境下快速、精准提取导航基准线的新方法。首先利用 2G-B-R 和最大类间方差法分割图像，并利用形态学处理提高图像质量，对去噪图像像素按列累加获取垂直投影。传统峰 值点法在寻找特征点时需要设定阈值，耗时长且伪特征点多，因此提出一种基于梯度下降的特征点寻找方法，利用某点 沿梯度下降的方向求解极小值从而求得特征点。根据角点检测原理，利用特征点像素各个方向梯度变化不同剔除伪特征 点，解决了传统算法异常点过多、错误剔除玉米根茎定位点等问题，最终采用随机采样一致算法拟合导航线。试验结果 表明，与传统算法相比该算法能够很好的适应复杂环境，实时性强，即使在缺苗、杂草等情况下仍具有很强的鲁棒性， 平均处理准确率为 92.2%，处理一帧分辨率为 1 280 像素×720 像素的图像平均耗时为 215.7 ms ，该算法为智能农业化机 械在玉米田间行走提供了可靠的、实时的导航路径。 关键词：农业机械；机器视觉；导航；梯度下降；角点检测；根茎定位 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.13.020 中图分类号：S224.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2022)-13-0177-07 宫金良，孙科，张彦斐，等. 基于梯度下降和角点检测的玉米根茎定位导航线提取方法[J]. 农业工程学报，2022，38(13)： 177-183. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.13.020 Gong Jinliang, Sun Ke, Zhang Yanfei, et al. Extracting navigation line for rhizome location using gradient descent and corner detection[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2022, 38(13): 177-183. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.13.020 变换进行直线拟合得到导航基准线，在阴天时的正确率 0 引 言 