隨著社會(huì)的迅速發(fā)展,每天會(huì)產(chǎn)生大量的生產(chǎn)生活垃圾,一旦這些垃圾進(jìn)入江河湖海這些水域,將對(duì)這些水域的生態(tài)環(huán)境造成惡劣影響,其中水面漂浮物的影響最為嚴(yán)重。目前清理水面漂浮物的方式仍完全依靠人工或者人工輔助操作,不能實(shí)現(xiàn)對(duì)漂浮物的自動(dòng)識(shí)別和打撈,致使打撈和清理的成本高,效率低下。這主要受限于水面環(huán)境復(fù)雜,對(duì)漂浮物進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和跟蹤均較為困難。近年來機(jī)器學(xué)習(xí)方法得到了快速發(fā)展,利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)水面漂浮物進(jìn)行識(shí)別和跟蹤是解決進(jìn)一步自動(dòng)清理水面漂浮物的有效途徑。根據(jù)上述情況和實(shí)際需求,本文設(shè)計(jì)了一種基于嵌入式系統(tǒng)的水面漂浮物識(shí)別系統(tǒng),將基于機(jī)器學(xué)習(xí)的水面漂浮物識(shí)別算法在嵌入式平臺(tái)上實(shí)現(xiàn),使之具有較好的識(shí)別效果和實(shí)時(shí)性能。本文的研究工作主要包括:(1)將圖像風(fēng)格遷移算法應(yīng)用于水面漂浮物的識(shí)別中。對(duì)預(yù)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行再訓(xùn)練,通過學(xué)習(xí)一般水面的圖像風(fēng)格,將其同檢測圖像的風(fēng)格特征進(jìn)行對(duì)比,設(shè)計(jì)合適的算法參數(shù),提高了識(shí)別的實(shí)時(shí)性。對(duì)所得風(fēng)格損失灰度圖像,進(jìn)一步采用OpenCV進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理,消除了圖像中的其他干擾,可有效的識(shí)別視野中的水面漂浮物。(2)在采用張正友法對(duì)雙目攝像頭完成標(biāo)定后,利用雙目視覺的立... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１研究流程??Ｆｉｇ．?１．１?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｐｒｏｃｅｓｓ??－－??

?大連海事大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???２識(shí)別系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)??目前，打撈水面漂浮物的工作主要還是完全依靠人力或者人力輔助的方式來完成，??針對(duì)自動(dòng)識(shí)別打撈水面漂浮垃圾的需求，本文設(shè)計(jì)了一種基于嵌入式平臺(tái)的水面漂浮物??識(shí)別系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)可以對(duì)水面漂浮物進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打撈漂浮物??提供技術(shù)支持。??本章對(duì)水面漂浮物識(shí)別系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)進(jìn)行說明，主要分為基于樹莓派的系統(tǒng)硬件??組成部分和系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的軟件部分，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架如圖２．１所示。??｜?１?ｒ?１??｜???????????Ｉ?｜???Ｉ??ｉ舊同－圖眺陽舊??｜?圖、－？：漂－？征－？?｜?Ｓ?４Ｖ?￡?－？?Ｉ?Ｉ??Ｉ像理?Ｊ?理?５?１１位蹤｜??！?Ｉ?Ｉ??ｊ??彳�。撸呗剩绷ⅰ粏�?！??圖２．１系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框架??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｙｓｔｅｍ?ｏｖｅｒａｌｌ?ｄｅｓｉｇｎ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ??２．?１系統(tǒng)硬件組成??目前，各大高校中都有專門的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)教學(xué)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱，這些平臺(tái)大多是基??于Ｓ３Ｃ２４１０、Ｓ３Ｃ２４４０和Ｓ３Ｃ６４１０等處理器，而且這些平臺(tái)存在開發(fā)速度較慢和開發(fā)難??度較大等缺點(diǎn)。由于新技術(shù)和新工藝的出現(xiàn)，近幾年嵌入式平臺(tái)發(fā)展迅速，各類硬件的??性能不斷地進(jìn)行提升，在圖像處理方面，嵌入式Ｌｉｎｕｘ系統(tǒng)因?yàn)槠渥陨淼膬?yōu)勢得到了廣??泛使用和發(fā)展。其中，樹莓派微型電腦的出現(xiàn)為嵌入式系統(tǒng)圖像處理領(lǐng)域帶來了新的解??決方法，眾多研究工作者將樹莓派的嵌入式系統(tǒng)和開源高效的計(jì)算機(jī)開源視覺庫有機(jī)結(jié)??合起來，在研究使用過程中獲得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。??２．?１．?１樹莓派?

用ＳＤ／ＭｉｃｒｏＳＤ卡，在主板周圍分別擁有兩個(gè)４Ｋ高清接口?ｍｉｃｒｏ－ＨＤＭＩ、??ＵＳＢ?２．０和ＵＳＢ３．０接口，可以接入鍵盤和鼠標(biāo)等設(shè)備，主頻１．５ＧＨｚ四核心，采用６４??位Ｃｏｒｔｅｘ－Ａ７２架構(gòu)，比上一代３Ｂ＋的性能提高了將近３倍，此外還包括一塊４０針的ＧＰＩＯ??通用擴(kuò)展器，支持最高４ＧＢ?ＬＰＤＤＲ４內(nèi)存，同時(shí)支持８０２．１?ｌａｃ雙頻Ｗｉ－Ｆｉ網(wǎng)絡(luò)和千兆??以太網(wǎng)接口，其性能足以媲美一臺(tái)入門級(jí)的Ｘ８６電腦，完全滿足本文性能方面的需求［３５］。??樹莓派４Ｂ實(shí)物圖如圖２．２所示。??圖２．２樹莓派４Ｂ實(shí)物圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ?Ｐｉ?４?Ｍｏｄｅｌ?Ｂ??２．?１．２攝像頭模塊??圖像的采集工作需要借助攝像頭來獲取視頻或圖片，采集信息質(zhì)量的高低會(huì)直接影??響最終的識(shí)別結(jié)果。目前市場中大多數(shù)的攝像頭按照?qǐng)D像傳感器可以分為ＣＣＤ?（電荷??耦合器件）和ＣＭＯＳ?（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）兩大類［３吹前者由于發(fā)展較早，技術(shù)成??熟，并且成像效果很好，通常應(yīng)用于攝影攝像中的高端技術(shù)元件中，但其生產(chǎn)制作工藝??復(fù)雜，價(jià)格和能耗較高；而ＣＭＯＳ?—般在普通攝影攝像的設(shè)備中使用，集成度較高，??成本很低，功耗不到ＣＣＤ的三分之一。??在本文中使用ＣＭＯＳ攝像頭，攝像頭型號(hào)為Ｌｏｇｉｔｅｃｈ?Ｃ９２０ｅ，和普通的樹莓派原裝??ＣＳＩ排線接口的攝像頭相比，通過該Ｌｏｇｋｅｃｈ?Ｃ９２０ｅ攝像頭采集的圖像效果更好，同時(shí)??該攝像頭支持標(biāo)準(zhǔn)的ＵＶＣ免驅(qū)動(dòng)協(xié)議，可以直接插入樹莓派的ＵＳＢ接口使用，攝像頭??的實(shí)物圖如圖２．３所示。??－６?－??


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