冠層作為果樹最先接觸光照與外界環(huán)境的部分,是果樹進行光合作用以及呼吸作用的主要場所。果樹的冠層結(jié)構(gòu)特征不僅塑造了植物形態(tài)各異的外觀造型,同時也反映了果樹的生長狀況和果實的產(chǎn)量潛力。尤其是在現(xiàn)代化果業(yè)中,建立一套完整的、精準(zhǔn)的、自動化的冠層的特征形態(tài)信息感知、處理、分析、輸出系統(tǒng),可以為新型的果業(yè)發(fā)展決策提供較為科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。為了能夠便捷、高效地獲取蘋果樹冠層的形態(tài)結(jié)構(gòu)以及果實生長信息,本文設(shè)計了一種基于Kinect傳感器和MATLAB軟件的蘋果樹冠層信息提取方法,實現(xiàn)對蘋果樹冠層原始圖像信息的感知、三維點云的建立、以及特征參數(shù)的提取。本文主要的研究工作內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）設(shè)計了基于Kinect傳感器的蘋果樹冠層信息提取的整體技術(shù)方案。搭建試驗的軟硬件架構(gòu),根據(jù)蘋果樹的立體結(jié)構(gòu)特征,選取三種不同的樹形結(jié)構(gòu),確定平視、仰視、俯視三個不同的圖像信息采集視角,實現(xiàn)蘋果樹冠層特征參數(shù)的信息提取。（2）建立了蘋果樹三維點云模型,對輸出模型進行了圖像優(yōu)化以及信息預(yù)處理。使用Kinect傳感器獲取目標(biāo)果樹的原始圖像信息,包括Color Source、Depth、Color Depth以及Infra... 

【文章來源】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２基于激光傳感器的果園噴霧機噴頭定位??Ｆｉｇ．?１－２?Ｌａｓｅｒ?ｓｅｎｓｏｒ?ｂａｓｅｄ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｓｐｒｉｎｋｌｅｒ?ｈｅａｄ?ｏｆ?ｏｒｃｈａｒｄ?ｓｐｒａｙｅｒ??

?第一章緒論???＼?Ｐ、，、．?—???????￣??？、…丁一．——”－－－：？?，－??（Ｃ）實驗結(jié)果??圖１－３基于超聲波的果樹冠層信息采集試驗??Ｆｉｇ．?１－３?Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ?ｗａｖｅ?ｂａｓｅｄ?ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｔｅｓｔ?ｏｆ?ｆｒｕｉｔ?ｔｒｅｅ?ｃａｎｏｐｙ??而美國佛羅里達大學(xué)的Ｑ．Ｕ．?Ｚａｍａｎ等［｜５］采用超聲波對果樹冠層特征參數(shù)信息的??感知與獲取展開了大量的研究，通過試驗得到的數(shù)據(jù)表明了超聲源波對果樹冠層體積??測量精度的相關(guān)影響因素，如超聲波傳感器的數(shù)量、位置、集束角，包括傳感器所搭??載載體的運行路徑和平穩(wěn)程度等，都會對果樹冠層信息的獲取產(chǎn)生一定的影響。具體??的試驗圖像如圖１－４所示。??；．?ｆ?＾?．?１??圖１－４超聲波對于果樹冠層信息獲取過程的影響的試驗??Ｆｉｇ．?１－４?Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ?ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｎ?ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｆｒｕｉｔ?ｔｒｅｅｓ?ｃａｎｏｐｙ??在上述的三種果樹信息感知與采集的方法中，機器視覺傳感器可以獲得較為豐富??的植物信息，而激光雷達傳感器可以獲得較高精度的植物信息，超聲波傳感器相比于??前面二者價格低廉，操作成本較低。在自然場景中，即使是較為理想的試驗環(huán)境，也??會面臨信息缺失這樣的問題，如植物的無規(guī)則三維形態(tài)不可避免的會存在一些遮擋現(xiàn)??象，導(dǎo)致傳感信息的缺失。其中，激光傳感器可以獲得精度較高的植物信息，能夠使??用單一的傳感設(shè)備獲得較為豐富的果樹信息，在農(nóng)業(yè)三維信息檢測方面有著非常重要??的實際意義。

?第二章蘋果樹點云模型建立與預(yù)處理???第二章蘋果樹點云模型建立與預(yù)處理??本章主要介紹Ｋｉｎｅｃｔ傳感器的硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)組成部分，設(shè)備相關(guān)參數(shù)、技??術(shù)指標(biāo)以及工作原理，并對現(xiàn)有的幾種深度圖像信息獲取技術(shù)作簡要的概述，詳解??Ｋｉｎｅｃｔ傳感器獲取深度信息的原理以及所呈現(xiàn)的深度圖像基本形式。獲取蘋果樹的二??維坐標(biāo)和深度信息，通過ＭＡＴＬＡＢ對其進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，輸出三維點云模型，并對得??到的模型進行預(yù)處理，為之后的特征信息提取做準(zhǔn)備。??２．１?Ｋｉｎｅｃｔ?介紹??２．１．１?Ｋｉｎｅｃｔ硬件系統(tǒng)??Ｋｉｎｅｃｔ傳感器是微軟公司研制的一款體感游戲機設(shè)備，它改變了傳統(tǒng)游戲設(shè)備的??操縱桿或是鍵盤等人機互動模塊，更新了人們的游戲體驗的感受，顛覆了傳統(tǒng)人機交??互的信息傳輸方式，隨著這種新型傳感器的推廣和普及，其他行業(yè)也進行了相關(guān)的技??術(shù)升級。Ｋｉｎｅｃｔ傳感器不僅能獲取拍攝對象的ＲＧＢ圖像、深度圖像，還能得到紅外??圖像等其他信息，并實現(xiàn)對目標(biāo)對象實時動作追蹤、語音識別、圖像識別等功能［１７］。??使用者在使用Ｋｉｎｅｃｔ的時候，其三維空間信息都可以被實時的采集到，使用者只需采??用動作或是語音即可實現(xiàn)對游戲系統(tǒng)的操作，如圖２－１所示。??：涵??圖２－１?Ｋｉｎｅｃｔ游戲使用示例??Ｆｉｇ．２－１?Ｋｉｎｅｃｔ?ｇａｍｅ?ｕｓｅ?ｅｘａｍｐｌｅｓ??Ｋｉｎｅｃｔ傳感器的硬件系統(tǒng)包括多個部分：ＲＧＢ攝像機用于獲�。遥牵聢D像、紅外??攝像機用于獲取紅外圖像、深度圖像，麥克風(fēng)設(shè)備用于獲取環(huán)境語音信息，以及馬達??７??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]計算機圖形圖像處理技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 周建軍.  湖南郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2017(04)
[2]計算機圖形圖像處理的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 王志中.  山東工業(yè)技術(shù). 2017(17)
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[4]基于Fermi平臺的雙邊濾波超聲圖像斑點噪聲抑制并行處理算法[J]. 張霞,何興無.  計算機應(yīng)用與軟件. 2013(10)
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[6]基于Kinect的虛擬3D視頻會議場景融合研究[J]. 程宏偉,蔣樂天.  計算機與數(shù)字工程. 2013(02)
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博士論文
[1]蘋果樹冠層光照分布計算方法研究[D]. 馬曉丹.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于Kinect傳感器的三維點云模型重建研究[D]. 周致富.武漢科技大學(xué) 2015
[2]基于Kinect的三維人體建模與測量的研究[D]. 宋詩超.東華大學(xué) 2013
[3]基于Kinect的三維重建[D]. 范哲.西安電子科技大學(xué) 2013
[4]數(shù)字圖像摳圖算法研究[D]. 費炳超.電子科技大學(xué) 2012
[5]靜態(tài)圖像感興趣區(qū)域提取關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李超.天津大學(xué) 2007



本文編號：3340651