基于機器視覺的棉花識別與定位技術的研究.pdf

1、新疆是我國最大的優(yōu)質棉生產基地，每年10月中旬到12月初的棉花采摘是棉花生產豐收的關鍵環(huán)節(jié)。為了提高生產效率，降低生產成本，目前多采用機械化采棉。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。同時為了防止采摘過程中棉花混入過多的雜質，影響棉花的質量等級，需要在采摘作業(yè)前噴施脫葉劑進行脫葉處理。這樣大量使用農藥不僅提高了成本，并且對土壤造成極大的危害。因此，需要研究出一種機械化、智能化的棉花采摘

2、機器，其中對棉花的自動識別與定位是關鍵難題。本論文利用機器視覺技術，針對棉花的特征，設計、搭建了棉花識別與定位系統(tǒng)，本文所做的工作如下所示：
　　1、通過對國內外采棉機現(xiàn)狀以及機器視覺技術進展狀況的研究，通過分析提出本文所研究的內容、目標和技術路線。
　　2、應用機械設計理論和機器視覺理論，設計基于機器視覺的棉花識別與定位系統(tǒng)，同時更具實際情況選擇合適的實驗平臺，并對系統(tǒng)進行了調試。
　　3、分析視覺傳感器 CCD攝像

3、機的標定原理，利用標定板，以及標定工具箱從而實現(xiàn)視覺傳感器CCD攝像機的標定，取得本文所需要的視覺傳感器CCD攝像機內、外部參數(shù)。
　　4、根據(jù)課題研究目標，在棉花采摘期利用數(shù)碼相機和 CCD攝像機采集成熟棉花的靜態(tài)與動態(tài)圖像，并運用圖像處理技術完成棉花圖像的預處理。
　　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耦合神經網絡算法對圖像進行了分割。
　　6、利

4、用形心采摘點的匹配方法，實現(xiàn)對成熟棉花左圖像、右圖像形心采摘點進行立體匹配，同時帶入前面所標定好的攝像機參數(shù)，計算出所要采摘棉花的采摘點空間三維坐標。
　　7、以成熟棉花的空間定位研究為基礎，設計了成熟棉花果實識別與定位軟件系統(tǒng)整體方案的技術路線。在Visual C++集成開發(fā)環(huán)境下，運用MATLAB r2012b GUI工具箱，開發(fā)了成熟棉花特征提取系統(tǒng)，并對棉花識別與定位系統(tǒng)進行了運行調試。
　　本課題依據(jù)棉花采摘時期棉