發(fā)布時(shí)間：2020-06-29 17:55

【摘要】：隨著機(jī)器視覺技術(shù)的快速發(fā)展,基于機(jī)器視覺的自動(dòng)分揀技術(shù)已應(yīng)用于各類生產(chǎn)加工領(lǐng)域。為了解決在水果產(chǎn)量巨大的情況下傳統(tǒng)分揀方式效率低和錯(cuò)誤率高的問題,利用機(jī)器視覺和深度學(xué)習(xí)技術(shù),提出了一種對(duì)水果位置進(jìn)行精確檢測(cè)和對(duì)蘋果種類進(jìn)行快速分類的新方法,能夠有效提高分揀效率和準(zhǔn)確率,本文主要對(duì)水果分揀系統(tǒng)中的這兩種關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,并取得了較高的分揀準(zhǔn)確率。首先,根據(jù)自動(dòng)分揀系統(tǒng)需要的功能和要求,對(duì)自動(dòng)分揀系統(tǒng)的總體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主要分為硬件設(shè)計(jì)部分和軟件設(shè)計(jì)部分,硬件部分主要由圖像采集模塊、機(jī)械手模塊和傳送帶模塊組成。圖像采集模塊用于圖像的獲取,作為圖像分析的數(shù)據(jù)來源,機(jī)械手用于對(duì)水果進(jìn)行抓取,軟件部分以水果中比較典型的蘋果為例進(jìn)行研究,主要分為蘋果位置檢測(cè)和分類識(shí)別兩個(gè)部分。其次,對(duì)蘋果的位置檢測(cè)方法進(jìn)行了研究,利用張正友標(biāo)定法對(duì)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,確定空間物體表面的三維幾何位置與其在圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的相互關(guān)系,對(duì)蘋果圖像進(jìn)行預(yù)處理,利用多種算子進(jìn)行邊緣檢測(cè),然后給出了一種通過邊緣輪廓檢測(cè)提取中心關(guān)鍵點(diǎn)的方法,可以利用坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)換成機(jī)械手坐標(biāo)系進(jìn)行抓取等后續(xù)操作。最后,對(duì)蘋果的分類識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了研究,本文以六種常見的蘋果作為研究對(duì)象進(jìn)行了研究,提出一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)方法,從不同數(shù)據(jù)源獲取若干張?zhí)O果圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行標(biāo)注,以80*80*3像素的彩色圖像作為模型輸入,加入批量歸一化層,改變過擬合策略,通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)找出該模型中最優(yōu)的參數(shù),最終在模型和參數(shù)調(diào)節(jié)最優(yōu)的情況下,取得了92%的分類準(zhǔn)確率。并且該模型還有一定的擴(kuò)展性,通過加入不同的水果數(shù)據(jù)源進(jìn)行模型訓(xùn)練,可以實(shí)現(xiàn)多種水果的識(shí)別。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S226.5;TP391.41
【圖文】：

．１研及水果產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)種植業(yè)中第三大產(chǎn)業(yè)⑴，近些年來，我國(guó)的水果產(chǎn)年上升，而且呈…個(gè)非�？焖俚陌l(fā)展趨勢(shì)，過去的十年間，我國(guó)的水果產(chǎn)量前增長(zhǎng)了將近三倍。我國(guó)作為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國(guó)，雖然當(dāng)前我國(guó)的水果總產(chǎn)量很育水果的技術(shù)也在不斷地提升，但是我國(guó)水果的整體競(jìng)爭(zhēng)力卻不是很高，根因在于水果培育出來后，對(duì)水果的處理能力比較低，導(dǎo)致了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不果的生產(chǎn)加工和銷售的拉動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要來源，對(duì)于基數(shù)如此龐大的產(chǎn)量，需要分揀的水果種類和數(shù)量不斷增長(zhǎng)，分揀的任務(wù)量也在加大，水果揀工作就顯得越發(fā)重要。逡逑在水果分揀領(lǐng)域，水果分揀如果僅僅依靠人工完成，不僅工作量巨大，強(qiáng)，重復(fù)大量的相同工作，而且人工容易由于疲勞等原因?qū)е路謷腻e(cuò)誤率率低［２】。所以近些年來，出現(xiàn)了一些機(jī)器自動(dòng)分揀的方式，通過某些特定的利用不同的傳感器等方式來完成水果分揀，但是這種設(shè)備只能針對(duì)單一的水類，利用率不高，也存在著一定的弊端。逡逑

計(jì)算機(jī)就可以利用算法程序?qū)ζ溥M(jìn)行分析判斷，來得到圖像中的特征逡逑信息，綜合得到的特征，可以得到計(jì)算機(jī)分析后的結(jié)果，最后一步就是根據(jù)得到逡逑的結(jié)果控制不同的硬件設(shè)備做出不同的響應(yīng)。如圖１－２所示，就是將機(jī)器視覺應(yīng)逡逑用到物流分揀領(lǐng)域。逡逑：：娭？懰：逡逑圖１－２機(jī)器視覺應(yīng)用于物流分揀領(lǐng)域逡逑機(jī)器視覺的主要任務(wù)就是通過分析圖像，對(duì)圖像中所涉及到的場(chǎng)景或物體生逡逑成一組描述信息。機(jī)器視覺系統(tǒng)的輸入是圖像，輸出是對(duì)這些圖像的分析和判斷逡逑等感知描述。得到的這組描述與這些圖像中的目標(biāo)或場(chǎng)景息息相關(guān)，并且這些描逡逑２逡逑

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本文編號(hào)：2734153