嵌入式水稻灯诱害虫图像采集与处理系统的研究

发布时间：2017-06-04 11:04

  本文关键词：嵌入式水稻灯诱害虫图像采集与处理系统的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前我国水稻害虫监测主要依靠黑光灯引诱捕获害虫,于次日取回实验室,再由植保人员排除水稻非主要害虫,人工识别和计数水稻灯诱害虫,计数结果用于监测田间水稻主要害虫的种群动态。针对目前我国水稻害虫监测仍然停留在人工识别害虫阶段,存在效率低,劳动强度大和非实时性等问题,本论文采用计算机图像处理结合嵌入式控制技术进行水稻灯诱害虫图像采集与处理系统的研究,实现对水稻灯诱害虫图像自动采集与特征提取,为后续的灯诱害虫自动识别计数提供原始数据。本论文主要研究内容、结果与创新点包括:(1)设计并搭建了水稻害虫测报灯昆虫图像采集模块。该模块的硬件平台选用A80 Optimus开发板,利用V4L2技术采集原始图像信息,同时通过JPEG编码生成JPEP图像,最后根据exif标准将GPS信息写入到JPEG图像中。图像采集模块可实时采集到高像素的灯诱昆虫图像。(2)研究嵌入式水稻灯诱昆虫图像处理技术。为了减少网络通讯资费和减轻服务器处理压力,本文将图像算法移植到嵌入式设备中。首先,将Open Cv移植到ARM开发板,提供图像处理库;然后,对水稻灯诱昆虫图像进行预处理,并利用连通域方法对昆虫图像进行标记,获得单个昆虫图像;最后,提取每个灯诱昆虫的颜色、形态和纹理等32个特征。这些特征信息构建成农业信息单元,传输到服务器完成水稻灯诱昆虫的识别计数功能。(3)设计并实现了水稻灯诱昆虫图像信息传输模块。首先,设计水稻灯诱系统的网络结构,构建C/S架构;接着利用华为EC1260实现3G上网功能;然后,自定义高效可靠的应用层传输协议,规范传输指令和农业信息传输单元;最后,完成命令服务器,实现服务器对灯诱设备的控制访问。
【关键词】：水稻灯诱昆虫 图像采集与处理 嵌入式 图像传输 特征提取
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究背景、目的与意义9-10
• 1.1.1 研究背景9
• 1.1.2 研究目的与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 农业害虫测报灯应用现状10
• 1.2.2 农业病虫害图像采集设备现状10-11
• 1.2.3 昆虫识别研究进展11-12
• 1.3 研究内容12-13
• 1.3.1 水稻灯诱昆虫图像采集模块的设计与搭建12-13
• 1.3.2 基于嵌入式的水稻灯诱昆虫图像处理算法的研究与实现13
• 1.3.3 水稻灯诱昆虫信息传输模块的设计与实现13
• 1.4 技术路线13-14
• 1.5 论文安排14-16
• 第二章 水稻灯诱昆虫图像采集模块的设计与搭建16-33
• 2.1 灯诱昆虫传输装置16-17
• 2.2 硬件开发平台搭建17-19
• 2.2.1 硬件开发平台简介17-18
• 2.2.2 硬件开发平台功能需求18-19
• 2.3 昆虫图像采集模块各子功能模块19-32
• 2.3.1 图像采集模块19-25
• 2.3.2 JPEG编码模块25-26
• 2.3.3 GPS信息采集及写入模块26-29
• 2.3.4 GPIO模块以及定时模块29-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 基于嵌入式的水稻灯诱昆虫图像处理算法的研究与实现33-49
• 3.1 嵌入式图像处理库移植33-34
• 3.2 图像预处理34-40
• 3.2.1 背景去除34-36
• 3.2.2 形态学处理36-39
• 3.2.3 连通区域标记39-40
• 3.3 图像特征提取40-48
• 3.3.1 颜色特征40-43
• 3.3.2 纹理特征43-46
• 3.3.3 形态特征46-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 水稻灯诱昆虫信息传输模块的设计与实现49-57
• 4.1 网络结构设计49-50
• 4.2 3G功能50-52
• 4.2.1 内核支持50-51
• 4.2.2 拨号ppp51-52
• 4.3 信息传输标准52-55
• 4.3.1 农业信息单元52-53
• 4.3.2 命令传输单元53-55
• 4.4 命令服务器55-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 系统测试结果与分析57-64
• 5.1 嵌入式水稻灯诱昆虫图像采集与处理系统57
• 5.2 图像采集模块测试与分析57-58
• 5.3 图像处理算法测试与分析58-61
• 5.3.1 图像灰度化与二值化58-60
• 5.3.2 图像区域分割与标记60
• 5.3.3 昆虫图像特征提取60-61
• 5.4 信息传输模块测试与分析61-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目和发表论文71

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本文编号：420774