【摘要】：隨著圖像識(shí)別相關(guān)算法的日益成熟,嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)開始得到越來越多的應(yīng)用,如廣場(chǎng)人流監(jiān)控、機(jī)場(chǎng)安檢、大型戶外場(chǎng)景監(jiān)控等等。提取這些應(yīng)用對(duì)嵌入式系統(tǒng)的共性需求,研制較為通用的監(jiān)控識(shí)別嵌入式系統(tǒng),具有很大研究和應(yīng)用價(jià)值。本文的主要工作以農(nóng)業(yè)花田花卉生長(zhǎng)狀況智能監(jiān)控等需求為依據(jù),設(shè)計(jì)針對(duì)大型戶外場(chǎng)景通用監(jiān)控識(shí)別嵌入式系統(tǒng),并將該系統(tǒng)模型用于圖像識(shí)別的花卉生長(zhǎng)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。文中首先分析了戶外監(jiān)控場(chǎng)景特點(diǎn),給出了通用性設(shè)計(jì)原則,依此設(shè)計(jì)了通用識(shí)別監(jiān)控系統(tǒng)框架,其中包括通用的硬件平臺(tái)與軟件平臺(tái)結(jié)構(gòu)。其次,對(duì)模型中存在的核心問題提出了對(duì)應(yīng)的解決方案:本文用實(shí)時(shí)性更高圖像識(shí)別算法和利用OpenCL加速識(shí)別算法解決通用圖像識(shí)別任務(wù)在嵌入式系統(tǒng)中任務(wù)實(shí)時(shí)性無法得到保障的問題;采用硬件編碼優(yōu)化視頻壓縮流程和利用GStreamer框架簡(jiǎn)化視頻監(jiān)控開發(fā)流程;對(duì)系統(tǒng)中的核心任務(wù)進(jìn)行任務(wù)劃分、實(shí)時(shí)性分析、設(shè)計(jì)任務(wù)間通信方式和設(shè)計(jì)任務(wù)實(shí)時(shí)性優(yōu)化方式來完成整個(gè)復(fù)雜多任務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì);通過將通用通信接口分不同種類接口,對(duì)每個(gè)種類接口設(shè)計(jì)其數(shù)據(jù)流的輸入接口、數(shù)據(jù)流封裝格式和網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議來完成整個(gè)通用通信接口的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,通過分析花卉種植園區(qū)具體場(chǎng)景特點(diǎn)和應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)在該場(chǎng)景下的基于機(jī)器人的花卉生長(zhǎng)狀態(tài)智能監(jiān)控系統(tǒng),包括系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)設(shè)計(jì),并完成了花卉花期識(shí)別模塊、圖像采集傳輸模塊、遠(yuǎn)程控制移動(dòng)模塊和單片機(jī)控制移動(dòng)模塊等核心模塊在內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;S68
【圖文】：

44圖 5-1 玫瑰花智能監(jiān)控機(jī)器人運(yùn)行示意圖如圖 5-1 所示，在大型玫瑰花田現(xiàn)場(chǎng)中場(chǎng)景復(fù)雜并且監(jiān)控目標(biāo)多，若部署多個(gè)固定攝像頭進(jìn)行監(jiān)控則成本過高、靈活性差。所以本章節(jié)根據(jù)前文設(shè)計(jì)的針對(duì)大型戶外場(chǎng)景的通用識(shí)別監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)計(jì)具有機(jī)器人移動(dòng)、拍攝、識(shí)別功能的花卉生長(zhǎng)狀況監(jiān)控系統(tǒng)。在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中，本文通過可移動(dòng)機(jī)器人搭載監(jiān)控識(shí)別終端的方式解決多個(gè)固定拍攝監(jiān)控點(diǎn)成本過高、不靈活的問題。并且在農(nóng)業(yè)花田中，由于監(jiān)控識(shí)別路徑、地點(diǎn)固定，機(jī)器人可依循預(yù)先鋪設(shè)的軌跡進(jìn)行自動(dòng)移動(dòng)。通過該類型監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控識(shí)功能，達(dá)到節(jié)約人力成本和提升監(jiān)控效率的應(yīng)用需求。5.1.2 功能需求分析根據(jù)系統(tǒng)功能用例圖 5-2，該應(yīng)用需要具有以下功能。

圖 6-7 HL-1 小車與 STM32 實(shí)物圖6.5.2 主要功能單元測(cè)試6.5.2.1 監(jiān)控功能測(cè)試(1) 視頻監(jiān)控功能測(cè)試測(cè)試方法：視頻監(jiān)控功能主要實(shí)現(xiàn)從嵌入式板獲取視頻流送到客戶端。在測(cè)試過程，利用串口調(diào)試工具在 ARM 板上運(yùn)行視頻監(jiān)控程序，設(shè)定傳輸視頻傳輸格式和接收服務(wù)器的 IP 地址、端口。在 PC 機(jī)端，通過 GStreamer 流媒體提供的gst-launch 工具，用命令的方式簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)視頻流接收播放，如在 640*320 分辨率，接收命令如下：”gst-launch v udpsrc port=4000 caps="application/x-rtp, media =(string)video, clock-rate=(int)90000, encoding-name=(string)H264" ! rtph264depay !ffdec_h264 ! ffmpegcolorspace ! autovideosink”。測(cè)試結(jié)果：串口調(diào)試信息和服務(wù)端展示信息如圖 6-8 所示，圖(a)顯示嵌入式板 vpuenc 插件的具體版本號(hào)，各個(gè)插件輸出的視頻流格式信息，視頻流成功獲取

圖 6-8（a）串口調(diào)試信息圖 （b）服務(wù)器端展示信息圖測(cè)試結(jié)果：PC 機(jī)上 Linux 系統(tǒng)成功接收到圖片包，并且成功將圖片包的中存儲(chǔ)的圖片數(shù)組轉(zhuǎn)成 rgb 格式圖片存儲(chǔ)在本地，圖片展示清晰。并且在接收消息包內(nèi)，命令編號(hào)、設(shè)備 ID 等相關(guān)信息也正確接收。6.5.2.2 圖像識(shí)別和識(shí)別結(jié)果傳輸功能測(cè)試(1) 圖像識(shí)別功能測(cè)試測(cè)試方式：將一百?gòu)埜鞣N開放度的單張玫瑰花圖片放入 ARM 板 Linux 的本地文件夾，編寫簡(jiǎn)單程序，依次讀取文件夾中的圖片，然后進(jìn)行圖像識(shí)別，得出識(shí)別結(jié)果，與正確的花卉開放度進(jìn)行比對(duì)，然后統(tǒng)計(jì)；測(cè)試結(jié)果統(tǒng)：86 張玫瑰花圖片為正確的開放度，正確率為 86%，證明前端單朵玫瑰花花期識(shí)別功能達(dá)到粗略識(shí)別統(tǒng)計(jì)的要求。(2) 識(shí)別結(jié)果傳輸功能測(cè)試測(cè)試方法：在 ARM 終端編寫簡(jiǎn)單測(cè)試程序。該測(cè)試程序?qū)D片和識(shí)別結(jié)果作

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本文編號(hào)：2744688