双目测距在稻田养殖区域信息采集上的研究
发布时间：2020-12-12 14:08
随着人工智能时代的到来,各种各样智能化设施逐渐进入人们的生活中,土地测量技术同样实现了智能化,本文探讨采用双目深度相机对稻田图像进行三维重建得到真实稻田区域距离信息的一种新方法,利用双目相机采集稻田图像,以OpenCV作为算法支持,采用C/C++编程语言进行程序设计,得到三维点云坐标,并利用meshlab转换为可视化三维立体图,能基本实现稻田区域测距,主要研究内容和成果如下:1.稻田养殖是将种养殖有机结合的生态模式,水稻与水产品生活在同一空间,为了避免稻田资源构成竞争关系,提出一种新方法采用机器视觉技术测量稻田区域间的距离,可以为后期种养结合的农户提供数据支持。2.搭建双目三维重建测距软硬件平台,对测距过程进行了详细的解析如下:采用MATLAB双目标定箱得到畸变系数、对待测图像进行双目校正、对比三种立体匹配算法得到视差图、获得深度图、根据深度信息结合原图得到待测目标的三维重建图。3.选定云南省哈尼族彝族自治州元阳县稻田综合种养（稻-鱼-鸭）模式的特色梯田作为实验场地,对梯田采取实地双目三维重建测距,与人工纤维卷尺测距对比,8组实验结果表明其误差在5%以内。最后根据水面三维信息可以得到该...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2.1双目相机外部完整形态图
昆明理工大学专业学位硕士论文16图像像素坐标系是指以相机拍摄的图像的左上角顶点为坐标原点，例如拍摄的标定板就是以第一个格子的顶点为像素坐标系的原点，u和v方向平行于x和y方向[25-28]，其中具体的表现如下图3.2所示，其单位为像素。上述表达介绍了四个坐标系是可以相互转化的，世界坐标系存在的目的就是方便确定测量使用的摄像机的具体方位，在进行测量的时候，通常把世界坐标系的中心与两个眼睛的中点放在同一个位置。下图3.2所示的是四个坐标系之间的相互关系图。图3.2四个坐标系之间的相互关系图Fig.3.2Interrelationdiagramsamongthefourcoordinatesystems3.1.1双目标定步骤双目相机标定的目的有两个：第一，要知道双目相机拍摄的物体在我们生活的世界中的位置就一定要了解真实世界中物体到拍摄图像平面之间是如何相互转换的，其中一个目的就是为了知道这种关系，所以需要知道相机的内外参数矩阵。
的棋盘格，绘制的精度一定要准确，否则对后期相机校正会有很大的影响，本次棋盘格中的每个格子的大小为 20mm*20mm，由于 Matlab2017 双目自动标定的工具箱要求标定板中的棋盘格横纵格点数目为一奇一偶，所以本标定板设计是由12*9 个黑白相间的格子组成，最后将 CAD 画好的棋盘格图彩色印出来作为本次双目标定的标定板，它是由不同的黑白正方形组层的，实验的时候，通过它来作为摄像头的标定物。由于这样的棋牌格是在水平面上的，这样得到的数据容易处理。但是会出现一个问题，就是这个是平面的，得到的结果就是平面的，不是立体的，所以在进行实验的时候，多次转动板子，让它测量的时候体现三维的效果[31-33]。下图 3.3 所示的是 CAD 画的棋盘图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]远程激光测距技术及其进展[J]. 胡伟伟,李永亮,顾小琨,张翼鹏,张英明,刘泓鑫. 激光与红外. 2019(03)
[2]双目视觉技术在稻田养殖区域测量中的应用[J]. 张珉璐,戈振扬. 安徽农业科学. 2019(05)
[3]基于单目视觉的车道偏离预警系统[J]. 郭亚杰,庞树博,谢子一,郭鑫鑫. 科学技术创新. 2019(04)
[4]基于物联网技术的机器人视觉匹配系统研究[J]. 陈修齐. 计算机与数字工程. 2018(06)
[5]精细农业的意义与内涵[J]. 于丽娜,曹慧,孙淼淼,张新宏,董立. 新农业. 2018(03)
[6]双目视觉在类人机器人测距中的应用[J]. 袁泉,邹冲,闵锋. 武汉工程大学学报. 2017(02)
[7]稻田养鱼的作用与意义浅析[J]. 何海琼. 南方农业. 2017(06)
[8]基于微小型无人机的遥感信息获取关键技术研究[J]. 任航. 北京测绘. 2016(06)
[9]我国智能车辆技术发展研究[J]. 高继东,颜培硕,王静静. 时代汽车. 2016(09)
[10]基于神经网络的卫星影像与航拍实景影像自适应颜色分割方法研究[J]. 李大瑞,王耀. 绿色科技. 2016(06)
博士论文
[1]基于立体视觉的动态变形测量研究[D]. 刘聪.东南大学 2017
硕士论文
[1]基于双目视觉的无人机障碍物检测研究[D]. 王淏.兰州理工大学 2018
[2]基于双目立体视觉的人脸三维重建[D]. 邱兹俏.沈阳航空航天大学 2018
[3]基于OpenCV的双目公交客流量统计系统的设计与实现[D]. 汪超洋.武汉邮电科学研究院 2018
[4]基于红外图像的海面目标跟踪技术[D]. 杨勇.大连海事大学 2018
[5]基于立体视觉的场景三维重建技术研究[D]. 伊璐.西安理工大学 2017
[6]基于双目视觉的目标运动参数高速实时测量方法研究[D]. 原崧育.哈尔滨工业大学 2017
[7]铁路轨道检养修信息化管理体系与方法研究[D]. 邓琴.石家庄铁道大学 2017
[8]无人机避障雷达目标探测与跟踪算法研究[D]. 高迪.哈尔滨工业大学 2017
[9]移动服务机器人设计与导航系统安全验证[D]. 张曼妮.华东师范大学 2017
[10]基于双目视觉的客流统计系统的研究与实现[D]. 过嗣聪.浙江工业大学 2017
本文编号：2912700
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2.1双目相机外部完整形态图
昆明理工大学专业学位硕士论文16图像像素坐标系是指以相机拍摄的图像的左上角顶点为坐标原点，例如拍摄的标定板就是以第一个格子的顶点为像素坐标系的原点，u和v方向平行于x和y方向[25-28]，其中具体的表现如下图3.2所示，其单位为像素。上述表达介绍了四个坐标系是可以相互转化的，世界坐标系存在的目的就是方便确定测量使用的摄像机的具体方位，在进行测量的时候，通常把世界坐标系的中心与两个眼睛的中点放在同一个位置。下图3.2所示的是四个坐标系之间的相互关系图。图3.2四个坐标系之间的相互关系图Fig.3.2Interrelationdiagramsamongthefourcoordinatesystems3.1.1双目标定步骤双目相机标定的目的有两个：第一，要知道双目相机拍摄的物体在我们生活的世界中的位置就一定要了解真实世界中物体到拍摄图像平面之间是如何相互转换的，其中一个目的就是为了知道这种关系，所以需要知道相机的内外参数矩阵。
的棋盘格，绘制的精度一定要准确，否则对后期相机校正会有很大的影响，本次棋盘格中的每个格子的大小为 20mm*20mm，由于 Matlab2017 双目自动标定的工具箱要求标定板中的棋盘格横纵格点数目为一奇一偶，所以本标定板设计是由12*9 个黑白相间的格子组成，最后将 CAD 画好的棋盘格图彩色印出来作为本次双目标定的标定板，它是由不同的黑白正方形组层的，实验的时候，通过它来作为摄像头的标定物。由于这样的棋牌格是在水平面上的，这样得到的数据容易处理。但是会出现一个问题，就是这个是平面的，得到的结果就是平面的，不是立体的，所以在进行实验的时候，多次转动板子，让它测量的时候体现三维的效果[31-33]。下图 3.3 所示的是 CAD 画的棋盘图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]远程激光测距技术及其进展[J]. 胡伟伟,李永亮,顾小琨,张翼鹏,张英明,刘泓鑫. 激光与红外. 2019(03)
[2]双目视觉技术在稻田养殖区域测量中的应用[J]. 张珉璐,戈振扬. 安徽农业科学. 2019(05)
[3]基于单目视觉的车道偏离预警系统[J]. 郭亚杰,庞树博,谢子一,郭鑫鑫. 科学技术创新. 2019(04)
[4]基于物联网技术的机器人视觉匹配系统研究[J]. 陈修齐. 计算机与数字工程. 2018(06)
[5]精细农业的意义与内涵[J]. 于丽娜,曹慧,孙淼淼,张新宏,董立. 新农业. 2018(03)
[6]双目视觉在类人机器人测距中的应用[J]. 袁泉,邹冲,闵锋. 武汉工程大学学报. 2017(02)
[7]稻田养鱼的作用与意义浅析[J]. 何海琼. 南方农业. 2017(06)
[8]基于微小型无人机的遥感信息获取关键技术研究[J]. 任航. 北京测绘. 2016(06)
[9]我国智能车辆技术发展研究[J]. 高继东,颜培硕,王静静. 时代汽车. 2016(09)
[10]基于神经网络的卫星影像与航拍实景影像自适应颜色分割方法研究[J]. 李大瑞,王耀. 绿色科技. 2016(06)
博士论文
[1]基于立体视觉的动态变形测量研究[D]. 刘聪.东南大学 2017
硕士论文
[1]基于双目视觉的无人机障碍物检测研究[D]. 王淏.兰州理工大学 2018
[2]基于双目立体视觉的人脸三维重建[D]. 邱兹俏.沈阳航空航天大学 2018
[3]基于OpenCV的双目公交客流量统计系统的设计与实现[D]. 汪超洋.武汉邮电科学研究院 2018
[4]基于红外图像的海面目标跟踪技术[D]. 杨勇.大连海事大学 2018
[5]基于立体视觉的场景三维重建技术研究[D]. 伊璐.西安理工大学 2017
[6]基于双目视觉的目标运动参数高速实时测量方法研究[D]. 原崧育.哈尔滨工业大学 2017
[7]铁路轨道检养修信息化管理体系与方法研究[D]. 邓琴.石家庄铁道大学 2017
[8]无人机避障雷达目标探测与跟踪算法研究[D]. 高迪.哈尔滨工业大学 2017
[9]移动服务机器人设计与导航系统安全验证[D]. 张曼妮.华东师范大学 2017
[10]基于双目视觉的客流统计系统的研究与实现[D]. 过嗣聪.浙江工业大学 2017
本文编号：2912700
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