發(fā)布時間：2020-03-31 10:19

【摘要】：杭白菊作為茶葉的一種,因其具有疏散風熱、平肝明目、清熱解毒等功效,如今受到越來越多的人青睞。目前為止,杭白菊的采摘還主要以人工為主,由于杭白菊的花期短、采摘量大、人工的勞動成本高等因素,往往導致杭白菊不能按照正常的進度完成采摘。所以實現(xiàn)杭白菊的快速自動化采摘已成為一個亟待解決的問題。根據(jù)目前農(nóng)業(yè)采摘機器人的研究現(xiàn)狀,結(jié)合圖像處理技術(shù)、機器學習理論、機械系統(tǒng)設計等知識,提出了一種基于雙目立體視覺的杭白菊采摘機器人系統(tǒng),其主要研究內(nèi)容如下:(1)為了提高圖像分割的準確率,對采集到的圖像進行預處理,通過幾種預處理方法的分割效果對比分析,最終采用雙邊濾波器去除杭白菊圖像中的噪聲。(2)對杭白菊圖像各個區(qū)域的特征量進行了研究。分別提取了圖像中的顏色特征和紋理特征,顏色特征是由圖像中RGB三通道像素組成的特征向量表示。然后對基于Tamura紋理特征中的粗糙度、對比度、方向度、線性度四個特征量進行了對比分析,由數(shù)據(jù)顯示杭白菊和土壤之間的對比度特征量差異性較大,所以采用基于Tamura紋理特征的對比度特征量表示杭白菊圖像的紋理特征。(3)對杭白菊分類器的選取進行了研究。分別對樸素貝葉斯分類器、支持向量機分類器、最小二乘支持向量機分類器(LS-SVM)進行了對比分析,根據(jù)實驗可得LS-SVM分類器具有分類精度高、時間消耗少等優(yōu)點,因此采用了LS-SVM分類器對杭白菊進行了背景去除處理。(4)對雙目立體視覺系統(tǒng)和坐標系之間的轉(zhuǎn)化進行了介紹,并通過MATLAB軟件對雙目相機進行標定實驗,獲得左、右相機的內(nèi)外參數(shù)和畸變系數(shù)。(5)對雙目視覺系統(tǒng)的空間定位進行了研究。首先介紹了相似三角形測距原理,然后通過LS-SVM算法對左、右相機中的圖像求取質(zhì)心,采用質(zhì)心匹配的原理把左、右兩邊的圖像進行匹配處理,再利用兩個質(zhì)心點獲得杭白菊的深度信息。(6)結(jié)合杭白菊的實際生長情況,設計了杭白菊采摘機器人,主要介紹了杭白菊采摘機器人的基本結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng),并根據(jù)采摘要求設計出了一種簡單、高效的末端執(zhí)行器。(7)通過設計好的杭白菊采摘機器人系統(tǒng)對不同光照條件下的杭白菊進行采摘實驗,根據(jù)實驗結(jié)果可知,基于LS-SVM的圖像處理算法可以在順光、逆光、遮陰三種光照條件下完成采摘作業(yè),采摘成功率達到80%以上,并且平均采摘每朵杭白菊所消耗的時間為12.4 s。
【圖文】：

浙江工業(yè)大學碩士學位論文像和采摘機器人視覺系統(tǒng)拍攝的相同。為了獲，還需要采用光照強度測量儀對每個階段的光照地點究顯示，浙江省桐鄉(xiāng)市是我國杭白菊種植面積最桐鄉(xiāng)杭白菊種植園作為圖像采集的地點。自然雜，為了能讓采摘機器人的視覺系統(tǒng)可以處理各該包括各種復雜情況的圖像信息，對于視覺系子、枝干和土壤，如圖 2-1 所示。

子、枝干和土壤，如圖 2-1 所示。圖 2-1 自然環(huán)境下的杭白菊-1. Hangzhou White Chrysanthemum in the natural en的杭白菊生長是雜亂無章的，可能存在杭白菊 2-2 所示，，圖像中存在杭白菊之間相互粘連和
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S225;TP242

【參考文獻】

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1 謝忠紅;蘇堅;郭小清;姬長英;;自然場景下樹上桃子生長形態(tài)的識別[J];西華大學學報(自然科學版);2015年02期

2 ;2013年中國茶葉產(chǎn)銷形勢和2014年預測分析[J];中國茶葉;2014年11期

3 呂繼東;趙德安;姬偉;;蘋果采摘機器人目標果實快速跟蹤識別方法[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2014年01期

4 熊俊濤;鄒湘軍;王紅軍;彭紅星;朱夢思;林桂潮;;基于Retinex圖像增強的不同光照條件下的成熟荔枝識別[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2013年12期

5 鮑官軍;張水波;陳亮;楊慶華;;基于氣動柔性驅(qū)動器的球果采摘末端抓持器[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2013年05期

6 宋懷波;何東健;潘景朋;;基于凸殼理論的遮擋蘋果目標識別與定位方法[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2012年22期

7 張凱良;楊麗;王糧局;張麗霞;張鐵中;;高架草莓采摘機器人設計與試驗[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2012年09期

8 紀超;馮青春;袁挺;譚豫之;李偉;;溫室黃瓜采摘機器人系統(tǒng)研制及性能分析[J];機器人;2011年06期

9 王燕;楊慶華;鮑官軍;荀一;張立彬;;關節(jié)型果蔬采摘機械臂優(yōu)化設計與試驗[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2011年07期

10 王旭東;葉玉堂;;CMOS與CCD圖像傳感器的比較研究和發(fā)展趨勢[J];電子設計工程;2010年11期

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1 何小星;;浙江(桐鄉(xiāng))杭白菊產(chǎn)業(yè)調(diào)查分析與發(fā)展探討[A];浙江省2005年中藥學術(shù)年會論文集[C];2005年

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1 譚文學;基于機器學習的作物病害圖像處理及病變識別方法研究[D];北京工業(yè)大學;2016年

2 陳彬;實時雙目立體匹配算法研究與實現(xiàn)[D];武漢科技大學;2014年

3 顧寶興;智能移動式水果采摘機器人系統(tǒng)的研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2012年

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1 劉歡;基于雙目視覺立體匹配算法的研究與應用[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

2 樊俊;面向杭白菊采摘機器人的目標識別定位系統(tǒng)研究[D];浙江工業(yè)大學;2016年

3 高鳳;名優(yōu)茶并聯(lián)采摘機器人結(jié)構(gòu)設計與仿真[D];南京林業(yè)大學;2013年

4 付云鳳;基于閾值的圖像分割研究[D];重慶大學;2013年

5 王韌;農(nóng)業(yè)采摘機器人機械臂結(jié)構(gòu)設計與分析[D];湖南農(nóng)業(yè)大學;2010年

6 胡學坤;改進支持向量機算法及其在圖像分割中的應用[D];江蘇科技大學;2010年

7 王s

本文編號：2608947