冠層作為果樹(shù)最先接觸光照與外界環(huán)境的部分,是果樹(shù)進(jìn)行光合作用以及呼吸作用的主要場(chǎng)所。果樹(shù)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(shí)也反映了果樹(shù)的生長(zhǎng)狀況和果實(shí)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(dòng)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(píng)果樹(shù)冠層的形態(tài)結(jié)構(gòu)以及果實(shí)生長(zhǎng)信息,本文設(shè)計(jì)了一種基于Kinect傳感器和MATLAB軟件的蘋(píng)果樹(shù)冠層信息提取方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)蘋(píng)果樹(shù)冠層原始圖像信息的感知、三維點(diǎn)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(jì)了基于Kinect傳感器的蘋(píng)果樹(shù)冠層信息提取的整體技術(shù)方案。搭建試驗(yàn)的軟硬件架構(gòu),根據(jù)蘋(píng)果樹(shù)的立體結(jié)構(gòu)特征,選取三種不同的樹(shù)形結(jié)構(gòu),確定平視、仰視、俯視三個(gè)不同的圖像信息采集視角,實(shí)現(xiàn)蘋(píng)果樹(shù)冠層特征參數(shù)的信息提取。（2）建立了蘋(píng)果樹(shù)三維點(diǎn)云模型,對(duì)輸出模型進(jìn)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(shù)的原始圖像信息,包括Color Source、Depth、Color Depth以及Infra... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２基于激光傳感器的果園噴霧機(jī)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(shí)驗(yàn)結(jié)果??圖１－３基于超聲波的果樹(shù)冠層信息采集試驗(yàn)??Ｆｉｇ．?１－３?Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ?ｗａｖｅ?ｂａｓｅｄ?ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｔｅｓｔ?ｏｆ?ｆｒｕｉｔ?ｔｒｅｅ?ｃａｎｏｐｙ??而美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)的Ｑ．Ｕ．?Ｚａｍａｎ等［｜５］采用超聲波對(duì)果樹(shù)冠層特征參數(shù)信息的??感知與獲取展開(kāi)了大量的研究，通過(guò)試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)表明了超聲源波對(duì)果樹(shù)冠層體積??測(cè)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(yùn)行路徑和平穩(wěn)程度等，都會(huì)對(duì)果樹(shù)冠層信息的獲取產(chǎn)生一定的影響。具體??的試驗(yàn)圖像如圖１－４所示。??；．?ｆ?＾?．?１??圖１－４超聲波對(duì)于果樹(shù)冠層信息獲取過(guò)程的影響的試驗(yàn)??Ｆｉｇ．?１－４?Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ?ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｎ?ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｆｒｕｉｔ?ｔｒｅｅｓ?ｃａｎｏｐｙ??在上述的三種果樹(shù)信息感知與采集的方法中，機(jī)器視覺(jué)傳感器可以獲得較為豐富??的植物信息，而激光雷達(dá)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(jià)格低廉，操作成本較低。在自然場(chǎng)景中，即使是較為理想的試驗(yàn)環(huán)境，也??會(huì)面臨信息缺失這樣的問(wèn)題，如植物的無(wú)規(guī)則三維形態(tài)不可避免的會(huì)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(shù)信息，在農(nóng)業(yè)三維信息檢測(cè)方面有著非常重要??的實(shí)際意義。

?第二章蘋(píng)果樹(shù)點(diǎn)云模型建立與預(yù)處理???第二章蘋(píng)果樹(shù)點(diǎn)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(duì)現(xiàn)有的幾種深度圖像信息獲取技術(shù)作簡(jiǎn)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(píng)果樹(shù)的二??維坐標(biāo)和深度信息，通過(guò)ＭＡＴＬＡＢ對(duì)其進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，輸出三維點(diǎn)云模型，并對(duì)得??到的模型進(jìn)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(jī)設(shè)備，它改變了傳統(tǒng)游戲設(shè)備的??操縱桿或是鍵盤(pán)等人機(jī)互動(dòng)模塊，更新了人們的游戲體驗(yàn)的感受，顛覆了傳統(tǒng)人機(jī)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(jìn)行了相關(guān)的技??術(shù)升級(jí)。Ｋｉｎｅｃｔ傳感器不僅能獲取拍攝對(duì)象的ＲＧＢ圖像、深度圖像，還能得到紅外??圖像等其他信息，并實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)對(duì)象實(shí)時(shí)動(dòng)作追蹤、語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別等功能［１７］。??使用者在使用Ｋｉｎｅｃｔ的時(shí)候，其三維空間信息都可以被實(shí)時(shí)的采集到，使用者只需采??用動(dòng)作或是語(yǔ)音即可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(gè)部分：ＲＧＢ攝像機(jī)用于獲取ＲＧＢ圖像、紅外??攝像機(jī)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(yǔ)音信息，以及馬達(dá)??７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3340651