基于LabVIEW的番茄果實(shí)雙目視覺(jué)識(shí)別與定位技術(shù)研究.pdf

1、隨著農(nóng)業(yè)人口的減少和人口老齡化的日益加劇，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域里的裝置自動(dòng)化研究成為了越來(lái)越重要的方向。番茄是我國(guó)栽培范圍較廣、經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的作物之一，其人工采摘過(guò)程成本較高且效率較低下，成為制約該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
　　在此背景下，本文提出了一種以 LabVIEW2011為開(kāi)發(fā)工具，基于視覺(jué)信息理論的番茄果實(shí)自動(dòng)識(shí)別和定位系統(tǒng)的研究方法。
　　本文主要進(jìn)行了以下方面的研究：
　　1）分析了攝像機(jī)成像的幾何模型。討論圖像坐標(biāo)系(u,

2、 v)、攝像機(jī)坐標(biāo)系(Xc,Yc,Zc)和世界坐標(biāo)系(Xw,Yw,Zw)之間的轉(zhuǎn)換方法。比較了傳統(tǒng)法、兩步法、自標(biāo)定方式等標(biāo)定方法之后，采用張正友標(biāo)定法完成了雙目攝像機(jī)的標(biāo)定，獲取了攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)，計(jì)算出視覺(jué)系統(tǒng)的畸變系數(shù)、旋轉(zhuǎn)矩陣 R、平移向量 t，為圖像采集及坐標(biāo)獲取做好準(zhǔn)備。
　　2）研究了基于顏色和形態(tài)特征的番茄圖像信息獲取方法。分別處理田間拍攝和實(shí)驗(yàn)室條件下的番茄果實(shí)圖片，利用高斯濾波有效消除了圖像噪聲，討論了三種顏色

3、模型下的自然條件及實(shí)驗(yàn)室條件番茄果實(shí)及背景顏色的顏色分布特征，通過(guò)圖像的線性計(jì)算比較，選擇R-G模式進(jìn)行圖像灰度化，采用改進(jìn)的類(lèi)間方差最大法(OSTU法)獲取圖像二值化閾值，用形態(tài)學(xué)方法完善二值圖像。分析圖像信息關(guān)聯(lián)性，提出了基于邊緣檢測(cè)的面積比值算法，提取番茄果實(shí)位置，計(jì)算其幾何信息。
　　3）利用雙目視覺(jué)測(cè)深原理，在實(shí)驗(yàn)室條件下完成視差的計(jì)算，通過(guò)雙目視差圖和物體三維坐標(biāo)完成番茄果實(shí)深度位置的計(jì)算，為后續(xù)番茄果實(shí)自動(dòng)采摘提供位