發(fā)布時間：2017-04-16 06:18

  本文關(guān)鍵詞：一種基于機(jī)器視覺的穴盤苗盤上檢測方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：嫁接技術(shù)是設(shè)施農(nóng)業(yè)中克服連作病害的最有效方法。在嫁接過程中,砧木和接穗的苗徑尺寸匹配程度對嫁接苗的成活率有直接影響。因此,本文通過雙目視覺測量的手段,實(shí)現(xiàn)一種在穴盤上直接自動測量嫁接苗的苗徑和子葉參數(shù)的方法,為砧木和接穗的自動匹配提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文研究的工作主要有幾個方面:1、穴盤苗模型研究。研究穴盤苗的直徑和高度之間的關(guān)系模型和苗莖橢圓方向和子葉方向之間的關(guān)系模型。實(shí)現(xiàn)了苗莖測量系統(tǒng)、子葉測量系統(tǒng)和雙目定位系統(tǒng),利用雙目視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的實(shí)時測量,通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證這兩種關(guān)系模型的合理性。實(shí)驗(yàn)表明西葫蘆秧苗在子葉方向偏差61.23°-64.65°處是苗徑值的短軸,在子葉方向偏差151°-152.241°處是苗莖的長軸,苗徑從根部到莖梢總體呈下降趨勢,部分出現(xiàn)中間較粗的情況,穴盤苗的直徑和高度之間無確定關(guān)系。2、子葉分離方法研究。本文在課題前人利用輪廓深度信息進(jìn)行子葉分離研究的基礎(chǔ)上,采用Freeman鏈碼對子葉輪廓進(jìn)行編碼,計(jì)算與等距前繼點(diǎn)與后繼點(diǎn)連線中點(diǎn)的歐氏距離,獲取候選拐點(diǎn)集合。研究候選拐點(diǎn)的匹配方法和雙向搜索策略對拐點(diǎn)匹配精度的提升,本文實(shí)驗(yàn)中44個候選拐點(diǎn)使用單向搜索算法誤匹配對數(shù)為5,使用雙向搜索算法誤匹配所有候選拐點(diǎn)都得到正確匹配。結(jié)合三維深度檢測方法,對匹配拐點(diǎn)附近1/8輪廓鏈進(jìn)行三維坐標(biāo)測量,對存在高差突變的拐點(diǎn)進(jìn)行二次分離,進(jìn)一步提高子葉分離正確率。3、盤上檢測方法研究。設(shè)計(jì)多列相機(jī)并行盤上測量裝置,提出穴盤苗盤上測量方法,對流過測量區(qū)域的嫁接苗進(jìn)行連續(xù)采集測量,并給出測量處苗徑短軸估算方法。利用盤上獲取的拐點(diǎn)和子葉方向研究生長點(diǎn)位置,對生長點(diǎn)進(jìn)行左右視覺的特征點(diǎn)匹配,獲取生長點(diǎn)深度信息。4、檢測樣機(jī)的初步研制。討論樣機(jī)的初步設(shè)計(jì)和電機(jī)、控制卡、滑臺等部件的選型及連接,搭建樣機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺,研究基于視覺的電機(jī)控制,編寫測量軟件,開展測量實(shí)驗(yàn),對100組子葉展角大于120°、苗莖保持直立的西瓜嫁接苗的實(shí)驗(yàn)表明,測量裝置執(zhí)行率為89%,與人工測量比對,苗徑機(jī)器測量的誤差均值為0.171mm。
【關(guān)鍵詞】：穴盤苗 苗徑 機(jī)器視覺 盤上檢測
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 課題研究的背景和意義9-10
• 1.2 發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 嫁接自動化中的視覺檢測技術(shù)研究10-11
• 1.2.2 雙目測距方法研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)12-13
• 第二章 穴盤苗苗莖模型研究13-42
• 2.1 視覺測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建13-31
• 2.1.1 苗莖測量系統(tǒng)13-19
• 2.1.2 子葉測量系統(tǒng)19-22
• 2.1.3 雙目定位系統(tǒng)22-31
• 2.2 穴盤苗模型參數(shù)31-40
• 2.2.1 模型31-33
• 2.2.2 測量實(shí)驗(yàn)33-40
• 2.3 本章小結(jié)40-42
• 第三章 子葉分離方法研究42-59
• 3.1 特征點(diǎn)提取42-44
• 3.1.1 預(yù)處理42-43
• 3.1.2 獲取特征點(diǎn)43-44
• 3.2 拐點(diǎn)法分離子葉44-50
• 3.2.1 拐點(diǎn)檢測44-47
• 3.2.2 拐點(diǎn)配對47-48
• 3.2.3 重疊區(qū)域分割48-50
• 3.3 基于雙目視覺的高差法分離子葉50-57
• 3.3.1 子葉重疊情況分析50-52
• 3.3.2 特征點(diǎn)提取與匹配52-57
• 3.4 子葉方向獲取57-58
• 3.5 本章小結(jié)58-59
• 第四章 盤上檢測方法研究59-67
• 4.1 盤上苗徑測量研究59-61
• 4.1.1 測量裝置的設(shè)計(jì)59-60
• 4.1.2 苗莖測量60-61
• 4.2 盤上子葉測量研究61-66
• 4.2.1 子葉方向測量61-62
• 4.2.2 獲取子葉深度信息62-64
• 4.2.3 苗株切削位置直徑值計(jì)算方法64-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 第五章 檢測樣機(jī)的研制67-72
• 5.1 系統(tǒng)各部分硬件的選擇67-68
• 5.1.1 控制卡的選擇67
• 5.1.2 步進(jìn)電機(jī)的選擇67-68
• 5.1.3 絲桿滑臺的選擇68
• 5.2 樣機(jī)的初步設(shè)計(jì)68-71
• 5.2.1 平臺搭建68-69
• 5.2.2 電機(jī)速度控制69-70
• 5.2.3 數(shù)據(jù)采集控制70-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第六章 實(shí)驗(yàn)72-78
• 6.1 視覺控制電機(jī)減速實(shí)驗(yàn)72
• 6.2 脈沖數(shù)與電機(jī)振幅關(guān)系比對實(shí)驗(yàn)72-74
• 6.3 盤上苗徑測量精度分析實(shí)驗(yàn)74-75
• 6.4 盤上數(shù)據(jù)測量實(shí)驗(yàn)75-78
• 第七章 總結(jié)與展望78-80
• 7.1 總結(jié)78
• 7.2 展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表及錄用的論文85
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目85

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