基于機(jī)器視覺的棉花識(shí)別與定位技術(shù)的研究.pdf

1、新疆是我國(guó)最大的優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地，每年10月中旬到12月初的棉花采摘是棉花生產(chǎn)豐收的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，目前多采用機(jī)械化采棉。但由于其作業(yè)方式為一次性作業(yè)，需要棉花成熟期一致或者相近，因此需要在采摘作業(yè)前噴施催熟劑。同時(shí)為了防止采摘過程中棉花混入過多的雜質(zhì)，影響棉花的質(zhì)量等級(jí)，需要在采摘作業(yè)前噴施脫葉劑進(jìn)行脫葉處理。這樣大量使用農(nóng)藥不僅提高了成本，并且對(duì)土壤造成極大的危害。因此，需要研究出一種機(jī)械化、智能化的棉花采摘

2、機(jī)器，其中對(duì)棉花的自動(dòng)識(shí)別與定位是關(guān)鍵難題。本論文利用機(jī)器視覺技術(shù)，針對(duì)棉花的特征，設(shè)計(jì)、搭建了棉花識(shí)別與定位系統(tǒng)，本文所做的工作如下所示：
　　1、通過對(duì)國(guó)內(nèi)外采棉機(jī)現(xiàn)狀以及機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)展?fàn)顩r的研究，通過分析提出本文所研究的內(nèi)容、目標(biāo)和技術(shù)路線。
　　2、應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)理論和機(jī)器視覺理論，設(shè)計(jì)基于機(jī)器視覺的棉花識(shí)別與定位系統(tǒng)，同時(shí)更具實(shí)際情況選擇合適的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。
　　3、分析視覺傳感器 CCD攝像

3、機(jī)的標(biāo)定原理，利用標(biāo)定板，以及標(biāo)定工具箱從而實(shí)現(xiàn)視覺傳感器CCD攝像機(jī)的標(biāo)定，取得本文所需要的視覺傳感器CCD攝像機(jī)內(nèi)、外部參數(shù)。
　　4、根據(jù)課題研究目標(biāo)，在棉花采摘期利用數(shù)碼相機(jī)和 CCD攝像機(jī)采集成熟棉花的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)圖像，并運(yùn)用圖像處理技術(shù)完成棉花圖像的預(yù)處理。
　　5、研究成熟棉花圖像在不同色彩空間下的分割效果，分割成熟棉花的圖像，提取成熟棉花圖像特征，采用PNCC耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)圖像進(jìn)行了分割。
　　6、利

4、用形心采摘點(diǎn)的匹配方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)成熟棉花左圖像、右圖像形心采摘點(diǎn)進(jìn)行立體匹配，同時(shí)帶入前面所標(biāo)定好的攝像機(jī)參數(shù)，計(jì)算出所要采摘棉花的采摘點(diǎn)空間三維坐標(biāo)。
　　7、以成熟棉花的空間定位研究為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了成熟棉花果實(shí)識(shí)別與定位軟件系統(tǒng)整體方案的技術(shù)路線。在Visual C++集成開發(fā)環(huán)境下，運(yùn)用MATLAB r2012b GUI工具箱，開發(fā)了成熟棉花特征提取系統(tǒng)，并對(duì)棉花識(shí)別與定位系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)行調(diào)試。
　　本課題依據(jù)棉花采摘時(shí)期棉