基于机器视觉的油茶树主枝干识别与重构

发布时间：2023-04-03 21:58

　　油茶是中国特有的高品质油料作物,在国家油料安全战略中具有重要地位。本文针对现有油茶果采摘方式效率低、成本高,制约油茶产业发展的问题,结合国内外果实采摘研究经验,提出了一种基于机器视觉的油茶果采摘方案,重点研究了油茶树主枝干识别与重构,为完成油茶果自动采摘提供了视觉基础。本文的研究内容包括:(1)提出了一种基于机器视觉的油茶果振动式采摘方案。传统果实采摘主要采用识别果实,单个采摘方式,本文针对油茶生长特性提出识别枝干,振动采摘的方案,简化采摘流程,提高油茶果采摘效率。(2)搭建了一套双目视觉系统,以获取油茶树的枝干图像。该系统由已标定的平行双目相机构成,是实现空间定位的硬件基础。(3)提出了油茶树主枝干识别重构算法流程。对双目图像进行立体匹配以获取枝干视差图;使用基于阈值的分割方法分离视差图前景与背景;使用一种改进的并行快速细化算法对分割结果进行处理,生成枝干骨架;根据骨架像素点邻域特征去除毛刺,以保持原树枝结构;检测骨架关键点,并以此对枝干分级重构,得到枝干模型。研究表明,振动式采摘方案具有效率高,易实现等优点。本文主要解决油茶果振动采摘过程中枝干识别、定位和重构等问题,为整个油茶自动...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 果实采摘发展与现状
        1.2.2 枝干识别发展与现状
        1.2.3 立体觉技术发展与现状
    1.3 研究内容和结构安排
第二章 总体设计方案
    2.1 采摘方案
    2.2 系统结构
    2.3 采摘流程
    2.4 识别重构
    2.5 本章小结
第三章 双目视觉系统
    3.1 相机成像模型
    3.2 双目视觉系统
    3.3 相机标定方法
        3.3.1 线性标定方法
        3.3.2 非线性标定方法
    3.4 立体匹配算法
        3.4.1 立体匹配的约束条件
        3.4.2 立体匹配算法
    3.5 本章小结
第四章 图像处理算法
    4.1 视差图分割
    4.2 骨架提取
        4.2.1 图像预处理
        4.2.2 细化算法
        4.2.3 去除毛刺
    4.3 枝干重构
        4.3.1 寻找关键点
        4.3.2 分级重构
    4.4 本章小结
第五章 实验结果
    5.1 相机标定
    5.2 立体匹配
    5.3 图像分割
        5.3.1 阈值分割
        5.3.2 膨胀填充
        5.3.3 去除空洞
    5.4 骨架提取
        5.4.1 单像素细化
        5.4.2 去除毛刺
    5.5 枝干重构
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献



本文编号：3781218