【摘 要】
：
面向小地块自主导航的视觉SLAM（同步定位与建图）技术是实现智能农机自主作业和智慧农业的重要途经之一。目前,农机装备智能化是各级政府、各科研院所的重点研究对象。在大型农场中,可以依靠GPS或北斗卫星实现智能农机的精准定位和作业路径的规划。然而,在偏远的、GPS信号弱的小地块农田中,需要依靠视觉SLAM技术实现智能农机的自主作业。当智能农机在小地块农田作业时,光照变化、动态目标等因素的影响会干扰智能
论文部分内容阅读
面向小地块自主导航的视觉SLAM（同步定位与建图）技术是实现智能农机自主作业和智慧农业的重要途经之一。目前,农机装备智能化是各级政府、各科研院所的重点研究对象。在大型农场中,可以依靠GPS或北斗卫星实现智能农机的精准定位和作业路径的规划。然而,在偏远的、GPS信号弱的小地块农田中,需要依靠视觉SLAM技术实现智能农机的自主作业。当智能农机在小地块农田作业时,光照变化、动态目标等因素的影响会干扰智能农机的正常工作,导致智能农机视觉SLAM系统工作不稳定且工作效率低。因此针对小地块农田场景特点,本文从以下几个方面研究面向小地块自主导航的视觉SLAM系统。（1）针对在小地块农田场景中,ORB特征提取算法面对光照变化环境会降低视觉SLAM系统特征提取效率,甚至特征点跟踪失败的问题,通过改进ORB特征提取算法中的阈值计算方法,提高了ORB特征提取算法的鲁棒性。同时,改进原始的特征匹配方法,缩小了图像帧间特征匹配的搜索范围,减少了计算量,保证了整个视觉SLAM系统的实时性。（2）针对在小地块农田场景中,动态物体干扰智能农机的位姿估计,同时降低智能农机构建地图精度的问题。通过改进原始的ORB-SLAM2系统,在原系统的基础上引入PSPNet网络作为语义模块,并利用上下文信息的特性分割小地块中的动态物体。同时,为了保证视觉SLAM系统的实时性,改进PSPNet网络的前端,以及融合PSPNet深层网络和浅层网络的图像信息,提高系统的动态检测精度和分割效果。为了验证本文改进的视觉SLAM系统的有效性,在开源数据集上将和其他视觉SLAM系统进行对比验证分析,结果表明改进的视觉SLAM系统在光照变化、动态干扰场景可以获得高精度的定位信息。同时,利用实验室研制的智能除草机搭建本文改进的视觉SLAM系统,通过模型实验验证本文改进的视觉SLAM系统在小地块农田场景的可行性,结果表明该系统能够顺利完成同步定位与建图,可为智慧农业背景下的智能农机提供底层技术支持。
其他文献
传统的深度学习目标检测方法通常需要大量的标注数据进行训练,而对于一些特殊的场景如军事监测、自然灾害监测、社会安防等,能够采集到的数据非常少,很难通过少量的数据训练出较好的检测模型。人类拥有只看过一次就能分辨目标类别的能力,使用神经网络模型实现这种能力是小样本目标检测的研究热点。本文在公开数据集MS COCO上,对基于深度学习的小样本目标检测算法进行研究,并展示了在无人机拍摄数据场景下的检测效果,验
高光谱成像技术将成像技术和光谱技术相结合,所得到的高光谱图像是包含着丰富光谱信息的具有三个维度的数据立方体,因此高光谱图像在地物分类、食品安全、地质勘测和军用监测等诸多领域中发挥着重要的作用。然而由于成像设备和太阳辐射照度的限制,导致成像系统无法获取同时具有较高分辨率和较多光谱波段数的光谱图像,这极大的限制了光谱图像在各种领域中的应用。最近,利用高分辨率的多光谱图像和低分辨率的高光谱图像进行融合以
滑动轴承具有高转速、高精度、高承载力等优点,它被广泛应用于大型燃汽轮机等旋转机械领域中,其油膜润滑特性和稳定性对整机性能具有非常大的影响,所以对系统运行特性的研究就显得十分重要。在旋转机械的实际应用中发现,工程人员往往希望提高加工精度来减少轴颈轴瓦的制造误差对转子系统运行特性的影响,但是在提高加工精度的同时,零件的制造成本也会相应增加,所以在研究滑动轴承制造误差对系统运行特性影响规律的同时也要考虑
混合波束形成作为一种新型阵列信号处理技术,可以在较高工作频段下实现成本与性能间的折衷,在5G技术演进、6G预研以及军民用雷达等领域均具有重大研究价值。近年来,由于波束对准技术发展迅速,码本已经成为混合波束形成的一种重要工作方式,如何针对混合波束形成进行码本设计是一项关键问题。此外,更高频段往往对应更大带宽,这将使阵列产生波束斜视现象,影响码本工作的有效性,因此,研究混合波束形成中的波束斜视抑制方法
现如今视频已经成为信息的主要承载体,人们的日常生活、监控安防等方面每时每刻都在产生庞大的视频信息,且大部分未经过裁剪。时序行为检测的核心任务是在未修剪的视频中定位动作实例的时序节点,并对该动作实例进行分类,当前该任务的瓶颈点主要在于如何得到更精准的定位结果,以高召回率的时序提名来得到更准确的检测结果。论文基于二阶段策略,选择边界匹配网络为基础网络,研究并改进了该提名生成网络,具体研究内容如下:（1
装载机广泛运用于工业与民用建筑中,在工程机械中占据着重要的地位。动臂作为装载机产品的核心部件与摇臂、连杆、铲斗、前车架铰接,在摇臂油缸和动臂油缸的共同作用下,完成铲装散状物料的工作。在装载机实际生产中发现,动臂在进行整机装配时会出现尺寸超差问题,这将会影响装载机的工作效率和可靠性。例如动臂的同轴度超差,将会导致装配后轴孔间的磨损,降低整机的可靠性,所以对动臂关键尺寸的控制是提高整机装载效率及装配可
随着我国城市绿化进程不断加快,草坪种植面积逐年增加,割草机在草坪维护管理中发挥着重要作用。由于在复杂的草坪环境中,存在一些公共设施等障碍物,给割草机的工作带来很大的安全隐患。因此,割草机的设计需要具备障碍物识别和避让的能力以保证割草机稳定运行。本文针对割草机的障碍物检测和避障方法进行深入研究,采用深度学习目标检测算法来实时检测前方可能存在的各类障碍物风险,并基于改进的人工势场法进行避障处理,提高了
随着晶体管尺寸的不断缩小,摩尔定律的前进愈发困难,预计现有的Fin FET结构将在3 nm工艺节点被GAAFET结构替代。而IRDS预测,GAAFET的沟道长度将在1.5 nm工艺节点缩小到极限,其沟道长度将被缩小至9.6 nm。本人所在课题组提出了一种新型垂直结构异质矩形槽栅场效应晶体管（Hetro-junction Vertical Tranch Field-effect Transistor
奥克肖特的“传统”概念，首先代表其认识论相关的思维方式，并基于此展现出知识和实践的面向。认识源于经验自身，是不断获得更大融贯性经验整体的探索过程，没有确定的起点和终点。然而，理性主义政治将确定的技术知识即政治意识形态视为政治活动的明确起点和最终目标，忽视包含偶然因素的传统知识和行为传统。实际上，“传统”反映了奥克肖特主张的融贯性和整体性思维方式，这也是他批判理性主义政治的深层原因。
因为具有轻质高强、比力学性能高、吸能和缓冲性能优良等力学特性,以及高阻尼性能、良好的流通性和过滤分离性能等多种优异物理性能,多孔材料的应用日益广泛。但是,受自身特殊孔隙结构的限制,使得多孔材料自身的强度不高。在多孔介质材料表面敷设碳纤维层组成夹芯构件,可以同时具备多孔介质优异的综合性能和碳纤维的高强度,在国防、民用工程和核工程等重要领域有着巨大的潜在应用价值。目前,对于敷设碳纤维层多孔介质叠层结构