實時測量蘋果體尺對蘋果綜合品質(zhì)評價和蘋果分級具有參考價值。針對我國蘋果果園現(xiàn)有種植問題,擬解決蘋果無接觸估測體尺問題,以用于指導生產(chǎn)。本文以智能手機為圖像采集工具,采用機器視覺配合小尺寸標定板,探索蘋果體尺參數(shù)(蘋果長、寬、質(zhì)量、體積)的測量方法。對測量過程中的蘋果圖像矯正、蘋果體尺檢測、估測模型建立等技術(shù)進行研究,最終建立基于移動端的體尺參數(shù)測量系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下:(1)圖像采集與預處理。在圖像采集階段使用手機采集蘋果樣本圖像,每個蘋果攝取兩幅接近垂直的側(cè)視圖像。在圖像的預處理階段,根據(jù)智能手機相機的結(jié)構(gòu)特性,使用校準模型對攝取圖像進行矯正。并使用一種基于局部背景區(qū)域的分割方法獲取圖像ROI區(qū)域;(2)體尺參數(shù)提取。在蘋果外形特征提取階段,除常規(guī)指標如長度、寬度、投影面積、果形外,提取蘋果投影網(wǎng)格參數(shù)。本文所說的網(wǎng)格參數(shù)是在圖像ROI區(qū)域上繪制6等分虛擬網(wǎng)格,這些虛擬網(wǎng)格的長度統(tǒng)稱為網(wǎng)格參數(shù)。使用一種小尺寸棋盤標定板,計算智能手機采集圖像中實際值與像素值之間的比例尺,用以計算外觀特征在三維世界坐標下的長度,使結(jié)果更具絕對性。其中長、寬擬合回歸結(jié)果R²值分別為...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 果實外觀特征檢測
        1.2.2 果實分選檢測研究
        1.2.3 機器視覺助力水果體積檢測
        1.2.4 畸變矯正提升測量精度
        1.2.5 移動視覺擴展應用場景
    1.3 研究方法與技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 論文的組織結(jié)構(gòu)
        1.3.3 研究方法
        1.3.4 技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
第2章 蘋果體尺參數(shù)測量實驗平臺與方法
    2.1 蘋果體尺檢測系統(tǒng)
    2.2 實驗材料與方法
        2.2.1 蘋果圖像采集平臺搭建
        2.2.2 機器視覺處理平臺搭建
        2.2.3 蘋果體尺遠程計算平臺搭建
    2.3 蘋果體尺實際測量
        2.3.1 蘋果尺寸測量
        2.3.2 蘋果質(zhì)量與體積測量
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于機器視覺方法的蘋果體尺測量
    3.1 攝像機標定
        3.1.1 四種坐標系定義及轉(zhuǎn)換
        3.1.2 張正友攝像機標定法
        3.1.3 標定結(jié)果
    3.2 圖像矯正
    3.3 顏色空間
    3.4 圖像濾波
    3.5 圖像分割
        3.5.1 Chroma King Technique圖像分割
        3.5.2 分割結(jié)果
    3.6 比例尺計算
    3.7 蘋果投影面積測量
    3.8 虛擬網(wǎng)格繪制與測量
    3.9 最小接矩形法測量蘋果尺寸
    3.10 蘋果果形檢測分析
    3.11 本章小結(jié)
第4章 不同蘋果體積、質(zhì)量估測模型比較分析
    4.1 主成分分析數(shù)據(jù)降維
        4.1.1 主成分分析基本原理
        4.1.2 主成分分析步驟
    4.2 BP網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計
        4.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理
        4.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        4.2.3 激勵函數(shù)
        4.2.4 損失函數(shù)
        4.2.5 優(yōu)化函數(shù)
    4.3 數(shù)據(jù)劃分
    4.4 對比模型設(shè)計
    4.5 使用主成分分析數(shù)據(jù)降維
    4.6 實驗模型建立
    4.7 結(jié)果與分析
    4.8 本章小結(jié)
第5章 蘋果體尺測量系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
    5.1 系統(tǒng)架構(gòu)
    5.2 系統(tǒng)功能設(shè)計
        5.2.1 本地上傳圖像
        5.2.2 圖像預處理
        5.2.3 蘋果體尺計算與返回結(jié)果
    5.3 實驗環(huán)境
    5.4 系統(tǒng)界面
    5.5 實驗結(jié)果及分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷



本文編號：3761662