基于双目视觉的羊体尺测量系统的研究与实现

发布时间：2020-08-06 15:23

【摘要】：近年来,随着畜牧业的迅速发展,在畜牧业中占据重要位置的养羊行业也呈现快速发展的趋势。羊的体尺参数是反映羊的品种优劣、生产性能、生长发育、健康状况和结实性的重要指标。目前羊体尺的测量绝大多数是采用人工接触式测量,这种传统的测量方式不仅需要依据测量者的经验,测量精度低,工作量大,测量时间长,且易使羊产生应激反映。为解决传统测量产生的问题,实现羊体尺无接触、无应激测量,需开发一套非接触式的羊体尺测量系统。本文提出基于双目视觉的羊体尺参数获取方法,利用双目摄像机采集模型羊的侧面图像,利用Matlab强大的图形用户界面(GUI)编写功能,开发了基于双目视觉的羊体尺测量系统,实现了相机标定、羊轮廓提取、测点识别、手动匹配、测点三维坐标恢复和体尺计算等功能。通过实验验证,该系统可对羊体尺进行有效的测量,测量的体尺值相对误差均低于2.5%。本文研究与设计的双目视觉测量系统可用于羊体尺无应激测量,为开展羊的福利化养殖提供了新方法。本文的主要工作内容如下:(1)双目视觉测量系统的标定。首先,掌握了基本坐标系和其转换关系以及摄像机成像模型等理论知识;然后计算得到圆形特征点的像素坐标;最后结合张氏标定法,完成摄像机单目和双目的标定,得到摄像机内外参数。(2)轮廓提取。首先对获取的羊图像进行阈值分割,将羊体与背景分离;然后对得到的二值图像进行形态学处理,去除孔洞和细小连结;最后完成羊轮廓提取。(3)测点识别。首先检测羊轮廓线上的拐点,在检测出拐点的基础上对羊体测点进行识别,并将测点坐标提取备用。(4)体尺计算。对左右羊体图像的测点坐标标序号,序号相同即手动匹配成功。利用摄像机标定得到的内外参数,对已匹配的测点进行三维坐标恢复,最终完成对羊体尺参数的计算。(5)双目视觉测量系统的实现。首先对相机标定模块、轮廓提取模块、测点识别模块和体尺计算模块进行GUI界面设计,然后实现各模块的功能。实验系统各模块界面均由Matlab提供的GUI来搭建,界面清晰简洁,易操作。本论文为羊体尺非接触式测量的实现提供了理论依据和实验支撑。因此,双目视觉测量系统可成为代替人工接触式测量的一种新方式。
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S826;TP391.41
【图文】：

图２摄像机成像模型中各坐标系示意图逡逑Ｆｉｇ．２邋Ｄｉａｇｒａｍｓ邋ｏｆ邋ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ邋ｓｙｓｔｅｍｓ邋ｉｎ邋ｃａｍｅｒａ邋ｉｍａｇｉｎｇ邋ｍｏｄｅｌ逡逑

图３图像坐标系逡逑．ｍｒｎａｍ逡逑

图４小孔成像模型逡逑Ｆｉｇ．４邋Ａｐｅｒｔｕｒｅ邋ｉｍａｇｉｎｇ邋ｍｏｄｅｌ逡逑

【参考文献】

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本文编号：2782598