在农业机械自主导航领域，机器视觉导航技术以其适用性强，功能多样性以及高性价比等优点，近几年来发展迅速，应用范围越来越广。因此利用视觉导航技术实现插秧机的自主导航具有重要的实际意义。而单目视觉技术相对于全向和双目视觉具有模型构造简单，避免了视觉数据融合，易于实现实时监测等优点，实用性明显。本课题主要的研究是基于单目视觉技术的自主插秧机导航信息的提取识别，视觉信息主要是由已插秧苗的行和田埂两部分组成。前者是为计算行进过程中的位姿提供信息，后者则是在接近田埂时为自动转弯提供依据。具体研究内容如下：　　 1.秧苗与水田背景分割的研究。分别从不同颜色模型的角度分析了秧苗在水田中的颜色特征，综合田问图像特征，利用归一化的EXG颜色因子处理图像：在二值转换中，通过比较不同的阈值分割方法对分割效果影响，选用最大类间方差对灰度图进行分割；最后利用邻域平滑滤波和区域填充对图像进行后处理，有效去除了散点噪声，填充了孔洞。　　 2.秧苗行分割线的识别研究。根据其分布的几何特征，将图像等间距划分为若干图像带。以图像带为研究单位，运用Radon垂直投影变换法得到像素的投影曲线，通过设定水平分割线确定秧苗作物的具体位置，经过峰值优化和升降点法，确定定位点。运用目标点归类算法将属于同一行的定位点归为一类。针对定位异常点对直线拟合产生的干扰，本文利用中位数稳健回归法有效地解决这一问题，拟和得到的行分割线效果佳，在实验中验证了该识别算法的可行性。　　 3.视觉系统的摄像机标定。介绍了现有的摄像机标定方法，结合视觉导航对标定的要求，采用两步法对摄像机进行标定，利用标定出的参数进行验证发现，图像特征点经过标定后所得的平均重投影误差小，能够满足视觉导航的需求。　　 4.自主插秧机位姿参数的计算和田埂测距的研究。针对秧苗行分割线在视平面上形成的灭点对直线的平移具有稳定性的特点，提出了一种利用行分割线在视平面上投影直线的斜率、灭点坐标来计算偏位和偏角的方法。通过实验分析和验证，确定了利用像素的水平投影法识别田端田埂，通过建立单目视觉测距模型，完成对田埂距离的测算。　　 5.自主插秧机视觉导航系统的设计与构建。介绍了视觉系统硬件设备的组成和软件系统的各功能模块，开发了一套插秧机视觉导航的软件系统，可以进行实时处理和视频分析。