基于LabVIEW的番茄果实双目视觉识别与定位技术研究
发布时间：2021-03-22 06:20
随着农业人口的减少和人口老龄化的日益加剧,农业领域里的装置自动化研究成为了越来越重要的方向。番茄是我国栽培范围较广、经济价值较高的作物之一,其人工采摘过程成本较高且效率较低下,成为制约该产业发展的瓶颈。在此背景下,本文提出了一种以LabVIEW2011为开发工具,基于视觉信息理论的番茄果实自动识别和定位系统的研究方法。本文主要进行了以下方面的研究:1)分析了摄像机成像的几何模型。讨论图像坐标系（u,v）、摄像机坐标系（XC,YC,ZC）和世界坐标系（XW,YW,ZW）之间的转换方法。比较了传统法、两步法、自标定方式等标定方法之后,采用张正友标定法完成了双目摄像机的标定,获取了摄像机的内外参数,计算出视觉系统的畸变系数、旋转矩阵R、平移向量t,为图像采集及坐标获取做好准备。2)研究了基于颜色和形态特征的番茄图像信息获取方法。分别处理田间拍摄和实验室条件下的番茄果实图片,利用高斯滤波有效消除了图像噪声,讨论了三种颜色模型下的自然条件及实验室条件番茄果实及背景颜...
【文章来源】：佳木斯大学黑龙江省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 计算机视觉技术在果实采摘中的应用现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 课题研究内容
2 理论基础及系统设计
2.1 颜色模型基础
2.1.1 番茄成熟度的颜色判别
2.1.2 颜色模型及其转换
2.2 计算机视觉技术的主要方法
2.2.1 计算机视觉理论框架
2.2.2 计算机视觉系统组成
2.3 本章小结
3 摄像机标定
3.1 概述
3.2 单摄像机标定方法
3.2.1 标定板制作
3.2.2 标定过程及实验结果分析
3.3 双目摄像机标定方法
3.4 本章小结
4 番茄识别系统软件设计
4.1 虚拟仪器技术及LabVIEW语言简介
4.1.1 LabVIEW语言的特点
4.1.2 NI-IMAQ Vision
4.2 番茄图像采集及图像预处理
4.2.1 图像采集
4.2.2 图像预处理
4.3 图像分割
4.3.1 颜色模式选取
4.3.2 二值化处理
4.3.3 番茄图像的形态学处理及成熟度判定
4.3.4 番茄图像边缘提取
4.3.5 番茄图像定位系统设计
4.4 本章小结
5 系统测试与实验
5.1 识别定位系统构成及实验设计
5.1.1 系统构成
5.1.2 实验设计
5.2 软件界面设计及测试
5.3 识别实验及结果分析
5.4 定位实验及结果分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图像处理的番茄识别方法[J]. 方政,胡晓辉,陈永,李兰凤. 浙江农业科学. 2015(12)
[2]采收成熟度对番茄贮藏品质的影响[J]. 赵彤,于思晗,韦强,黄漫青. 中国农学通报. 2015(07)
[3]基于颜色特征和极端学习机的番茄成熟度识别[J]. 张亚丽. 江苏农业科学. 2014(07)
[4]采摘机器人果实识别的多源图像配准[J]. 冯娟,刘刚,王圣伟,马晓丹,周薇. 农业机械学报. 2013(03)
[5]基于视觉显著性改进的水果图像模糊聚类分割算法[J]. 陈科尹,邹湘军,熊俊涛,彭红星,郭艾侠,陈丽娟. 农业工程学报. 2013(06)
[6]番茄贮藏保鲜技术[J]. 康珏,左嚞伟. 四川农业科技. 2013(01)
[7]基于机器视觉的猕猴桃果实目标提取研究[J]. 武涛,袁池,陈军. 农机化研究. 2012(12)
[8]采摘机械手对扰动荔枝的视觉定位[J]. 熊俊涛,邹湘军,陈丽娟,蔡伟亮,彭红星. 农业工程学报. 2012(14)
[9]采摘机器人振荡果实动态识别[J]. 吕继东,赵德安,姬伟,陈玉,沈惠良,张颖. 农业机械学报. 2012(05)
[10]改进的快速Otsu自适应分割算法及其应用[J]. 陈滨,田启川. 计算机应用研究. 2012(04)
硕士论文
[1]基于双目立体视觉系统的设施农业作物位置信息获取[D]. 申川.浙江大学 2006
本文编号：3093808
【文章来源】：佳木斯大学黑龙江省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 计算机视觉技术在果实采摘中的应用现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 课题研究内容
2 理论基础及系统设计
2.1 颜色模型基础
2.1.1 番茄成熟度的颜色判别
2.1.2 颜色模型及其转换
2.2 计算机视觉技术的主要方法
2.2.1 计算机视觉理论框架
2.2.2 计算机视觉系统组成
2.3 本章小结
3 摄像机标定
3.1 概述
3.2 单摄像机标定方法
3.2.1 标定板制作
3.2.2 标定过程及实验结果分析
3.3 双目摄像机标定方法
3.4 本章小结
4 番茄识别系统软件设计
4.1 虚拟仪器技术及LabVIEW语言简介
4.1.1 LabVIEW语言的特点
4.1.2 NI-IMAQ Vision
4.2 番茄图像采集及图像预处理
4.2.1 图像采集
4.2.2 图像预处理
4.3 图像分割
4.3.1 颜色模式选取
4.3.2 二值化处理
4.3.3 番茄图像的形态学处理及成熟度判定
4.3.4 番茄图像边缘提取
4.3.5 番茄图像定位系统设计
4.4 本章小结
5 系统测试与实验
5.1 识别定位系统构成及实验设计
5.1.1 系统构成
5.1.2 实验设计
5.2 软件界面设计及测试
5.3 识别实验及结果分析
5.4 定位实验及结果分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图像处理的番茄识别方法[J]. 方政,胡晓辉,陈永,李兰凤. 浙江农业科学. 2015(12)
[2]采收成熟度对番茄贮藏品质的影响[J]. 赵彤,于思晗,韦强,黄漫青. 中国农学通报. 2015(07)
[3]基于颜色特征和极端学习机的番茄成熟度识别[J]. 张亚丽. 江苏农业科学. 2014(07)
[4]采摘机器人果实识别的多源图像配准[J]. 冯娟,刘刚,王圣伟,马晓丹,周薇. 农业机械学报. 2013(03)
[5]基于视觉显著性改进的水果图像模糊聚类分割算法[J]. 陈科尹,邹湘军,熊俊涛,彭红星,郭艾侠,陈丽娟. 农业工程学报. 2013(06)
[6]番茄贮藏保鲜技术[J]. 康珏,左嚞伟. 四川农业科技. 2013(01)
[7]基于机器视觉的猕猴桃果实目标提取研究[J]. 武涛,袁池,陈军. 农机化研究. 2012(12)
[8]采摘机械手对扰动荔枝的视觉定位[J]. 熊俊涛,邹湘军,陈丽娟,蔡伟亮,彭红星. 农业工程学报. 2012(14)
[9]采摘机器人振荡果实动态识别[J]. 吕继东,赵德安,姬伟,陈玉,沈惠良,张颖. 农业机械学报. 2012(05)
[10]改进的快速Otsu自适应分割算法及其应用[J]. 陈滨,田启川. 计算机应用研究. 2012(04)
硕士论文
[1]基于双目立体视觉系统的设施农业作物位置信息获取[D]. 申川.浙江大学 2006
本文编号：3093808
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/yylw/3093808.html
