农业设备的自动化和智能化是我国农业在21世纪发展的趋势。2007年中央一号文件明确提出,发展现代农业是新农村建设的首要任务,要加强农业科技研发投入。精确农业(Precision Agriculture、Precision Farming)是一个新的农业生产概念,它优化化肥、除草剂、水等的使用,最大程度减少对生态环境的破坏。本文主要研究了除草机器人利用机器视器识别农田行间杂草和视觉导航技术,进而提高农业设备的自动化和智能化。本文在综述机器视觉在杂草识别和农业设备导航方面国内外的研究基础上,采用北京环宇飞扬公司的USB接口摄像头采集农作物行间图像,尝试利用杂草的颜色特性在RGB颜色空间直接完成图像分割,再利用数学形态学完成图像滤波。通过将摄像头的视场区域分成25区,根据欲除杂草的大小和试验确定每区面积阈值,确定了杂草位置,完成了利用机器视觉杂草识别的过程。本文还研究了除草器人以农作物行中心线为基准线进行自动行走。选择美国3Com公司生产Model0776型USB接口摄像头采集导航图像,利用植物颜色特征在RGB颜色空间完成图像分割,利用数学形态学完成图像滤波。尝试利用优化的Hough变化检测出了农作物行中心线,根据摄像头的姿态和透视变换成像原理,计算出除草机器人相对农作物行中心线的除草机器人位姿。为了验证除草机器人杂草识别和导航算法的可行性,制作了室内除草机器人模型,主要由导航摄像头、杂草识别摄像头、计算机、本体、机械臂等组成。经试验表明除草机器人杂草识别率为100%,实时性好。除草机器人位姿计算精度高,实时性好。杂草识别和导航算法能够适应室外条件变化。