基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器視覺的辣椒檢測與識(shí)別.pdf

1、農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人一直以來都在機(jī)器人研究領(lǐng)域占有重要地位。隨著社會(huì)老齡化的加劇，使得人力資源缺乏，研發(fā)農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人來代替人類在田地里勞作迫在眉睫。在國外，針對(duì)農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人的研究已經(jīng)取得一定成果，已步入商業(yè)化發(fā)展階段。而在國內(nèi)，相關(guān)研究起步較晚，特別對(duì)于辣椒的智能研究更是缺乏，僅僅只涉及根據(jù)辣椒的形狀特征進(jìn)行品級(jí)分類，還沒有針對(duì)成熟辣椒采摘問題的研究。本文從實(shí)際情況出發(fā)，針對(duì)自然環(huán)境下的成熟辣椒的識(shí)別與定位進(jìn)行研究。
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2、生長過程中受到外界自然條件的影響使得采集到的圖像很復(fù)雜，所以要先對(duì)圖像進(jìn)行一定的預(yù)處理。根據(jù)成熟辣椒的特征量較少和復(fù)雜的外界環(huán)境的特點(diǎn)提出了改進(jìn)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)辣椒進(jìn)行識(shí)別。然后本文設(shè)計(jì)了基于機(jī)器視覺的辣椒定位系統(tǒng)，對(duì)成熟辣椒進(jìn)行立體空間定位。具體研究內(nèi)容如下：
　　首先是在自然環(huán)境下對(duì)室外田地辣椒進(jìn)行圖像采集，對(duì)采集到的辣椒圖像經(jīng)過圖像灰度化、圖像增強(qiáng)、二值化和形態(tài)學(xué)處理等一定的預(yù)處理，得到了含有目標(biāo)特征的二值圖像。為了滿足

3、批量預(yù)處理和后期的識(shí)別研究，開發(fā)了基于MATLAB的GUI界面。
　　然后根據(jù)辣椒的自身特點(diǎn)和外界復(fù)雜的自然環(huán)境，選取了有深度學(xué)習(xí)機(jī)制的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)成熟辣椒進(jìn)行識(shí)別。為了提高識(shí)別率對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)進(jìn)而建立識(shí)別系統(tǒng)，并與傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較。表明此識(shí)別系統(tǒng)具有良好的魯棒性、容錯(cuò)性、泛化性和較高的識(shí)別率。
　　最后是對(duì)成熟辣椒的立體定位研究，先闡釋了雙目立體測距的幾何原理，并對(duì)相機(jī)標(biāo)定、立體匹配、空間定位做了深