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针对除草机器人导航系统存在的成本高和实时性亟待改进的问题,在对自动导航机器人进行总体设计和搭建原型的基础上,通过对RGB和HSI颜色空间进行对比试验,确定视觉导航系统路径提取采用HSI颜色模型。研究了作物与土壤分割方法、导航路径和参数自动检测方法,用Otsu算法对H分量图像进行目标和背景分割,再使用数学形态学、Canny边缘检测、Hough直线检测等操作获取垄间边缘,并计算出导航偏角参数,从而对实现对机器人行走的控制。结果表明,设计的导航系统平均导航误差为3.01°,偏差基本达到应用要求,可实现自动导航。