收藏本站
《中国农业大学》 2014年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于双目视觉的猪体体尺参数提取算法优化及三维重构

刘同海  
【摘要】:猪的体尺、体重等生长参数是评价猪的生长状况、种猪选育等环节所关注的关键指标。而传统的体尺、体重等参数的获取一般是由人工直接接触式测量,工作量大,对猪会产生应激,降低猪的福利水平。针对上述问题,本文以长白猪为研究对象,利用计算机视觉技术,研究了基于双目视觉的猪体体尺参数提取及三维重构方法。主要研究内容及结果如下: (1)猪体重估测模型研究。针对线性回归估测猪体重,其体长、体高、胸围等自变量间存在自相关及共线性问题,本文在相关分析的基础上,采用多元线性回归、SMLR、RBF和PLS等方法,构建了猪体重估测模型。经检验,基于RBF神经网络的猪体重估测模型的R2为0.977,平均相对误差为1.34%,预测效果优于多元线性回归;基于PLS的猪体体重线性模型R2为0.945,平均相对误差为2.7%,该模型较RBF神经网络模型可操作性强,且消除了线性回归分析中的自变量共线性问题,是构建猪体重估测模型的一种有效方法。 (2)复杂背景下猪体生长参数识别算法及优化研究。针对猪自然站立姿态下,利用机器视觉提取猪体尺测点,存在测点识别率较低等问题。本文提出了复杂背景下猪体尺测点提取方法。设计了复杂背景下猪个体提取、基于包络分析的猪体头尾部的去除和具有一定弯曲度复杂猪体尺测点提取等算法。该方法实现了猪体长、体宽等体尺测量的9个体尺测点的坐标提取。实验结果表明:体尺测点提取算法稳定,具有较强的鲁棒性,该算法的检测值对猪体体尺实测值平均相对误差为2.26%,体重检测误差为5.11%。 (3)双目视觉三维重构方法研究。针对胸围等参数,通过猪背部单幅二维图像无法获取问题,本文利用双目视觉技术,提出了基于复杂背景去除的猪体图像匹配算法,采用互信息和自适应相似度理论优化了传统的SAD、NCC等模板灰度的立体匹配算法,设计了猪体胸围参数提取算法。通过Matlab完成摄像机标定、立体匹配、三维重构及可视化等图像分析。实验结果表明:立体匹配效率较SAD、NCC等模板灰度的立体匹配算法提高了一倍;经与实测值对比验证,通过双目视觉三维重构体尺检测平均相对误差为2.09%,体重检测平均相对误差为3.38%。 (4)主动式猪体三维重构方法研究。为对比双目视觉三维重构体尺检测精度、探索猪体三维重构新方法,本文采用激光三维扫描仪,进行主动式猪体三维重构方法与体尺检测研究。该方法在获取猪体点云数据的基础上,基于不规则三角网重构了猪体三维曲面模型。提取了猪体长、体宽、臀宽、体高、臀高、胸围等参数。对比分析其体长、体宽、臀宽、体高、臀高、胸围等实测值,其检测最大相对误差为0.42%,平均相对误差为0.17%,体重检测误差为2.7%。 从检验结果上看,主动式三维重构体尺体重检测算法精度较高,但扫描仪不便于在猪舍现场使用且激光束易对猪体造成伤害,双目立体视觉重构猪体三维,检测其猪舍猪体生长参数方法可行。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TP391.41

免费申请
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑华;刘小红;吴常信;张福权;;不同品种公猪连续日称重记录的生长曲线拟合[J];安徽农业科学;2006年11期
2 王惠文;陈梅玲;Gilbert Saporta;;Gram-Schmidt回归及在刀具磨损预报中的应用[J];北京航空航天大学学报;2008年06期
3 蔡治华;最小二乘法在黄牛体重估测中的应用[J];黄牛杂志;2000年05期
4 周振勇;张杨;蔺宏凯;张金山;李红波;闫向民;杜玮;;基于主成分逐步回归法的新疆褐牛体重预测模型研究[J];中国牛业科学;2012年01期
5 李剑秋;应用逐步回归法估测猪体重的研究[J];浙江畜牧兽医;2002年01期
6 张赤斌,史金飞,易红;基于偏最小二乘法回归的工序质量建模[J];东南大学学报(自然科学版);2005年05期
7 史佳晨;钱建平;;一种改进的中值滤波算法的研究[J];电气电子教学学报;2010年02期
8 崔卫国,包军;动物的行为规癖与动物福利[J];中国畜牧兽医;2004年06期
9 魏彩虹;李宏滨;刘涛;李善刚;杜立新;;应用超声波技术快速预测羊背膘厚和眼肌面积的研究[J];中国畜牧兽医;2011年01期
10 田庆国;葛宝臻;杜朴;郁道银;吕且妮;;基于激光三维扫描的人体特征尺寸测量[J];光学精密工程;2007年01期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 廖宜涛;基于图像与光谱信息的猪肉品质在线无损检测研究[D];浙江大学;2011年
2 卢思军;立体匹配关键技术研究[D];南京理工大学;2011年
3 郑颖;基于图像的三维人脸建模研究[D];中国科学技术大学;2009年
4 王立中;基于机器视觉的奶牛体型评定中的关键技术研究[D];内蒙古农业大学;2009年
5 段春梅;基于多视图的三维模型重建方法研究[D];山东大学;2009年
6 罗桂娥;双目立体视觉深度感知与三维重建若干问题研究[D];中南大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田飞;;用结构方程模型建构指标体系[J];安徽大学学报(哲学社会科学版);2007年06期
2 陈芬;林学华;赵清华;;基于骨骼蒙皮动画的三维虚拟士兵研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年03期
3 王重龙,陶立,张勤,张东红,李庆岗,刘卫东;B超活体测定猪背膘厚和眼肌面积的研究[J];安徽农业科学;2005年03期
4 崔步礼;常学礼;陈雅琳;董琼;;粮食产量变化及影响因素分析——以山东省东营市为例[J];安徽农业科学;2006年11期
5 张国宗;田雅娟;;张家口市县域经济竞争力实证分析[J];安徽农业科学;2009年07期
6 陈晓明;;辽中南城市群城市竞争力实证分析[J];安徽农业科学;2009年10期
7 张淑怡;;广东省城镇居民收入和消费结构的对应分析[J];安徽农业科学;2010年32期
8 唐君;;我国31个省区农村居民经济状况排序和聚类[J];安徽农业科学;2010年34期
9 陈道平;;基于典型相关的我国农业投入与产出分析[J];安徽农业科学;2011年22期
10 曹颖琦;史岩;;河北省城乡居民消费结构差异动态研究[J];安徽农业科学;2011年36期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李宁;刘金祥;;北京市能源消耗统计评价体系研究[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
2 卿湘运;王行愚;;基于RJMCMC的多维尺度分析维数选择[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 黄进;胡英;马孜;汪洋;;弧形扫描系统关键技术研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 刘伟锋;张卓;王延江;;基于光线衰减的深度获取方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
5 李学东;全权;蔡开元;;双目鱼眼摄像机噪声分析与外参标定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
6 金晅宏;戴曙光;穆平安;;机器视觉在汽车前照灯配光检测系统中的应用研究[A];第十三届全国汽车检测技术年会论文集[C];2009年
7 张娟;陈春晓;;基于分层重建的摄像机完全自标定[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
8 赵越;江南;;基于最小二乘法的摄像机标定参数非线性优化[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
9 许丽;陆桂明;;结构光系统的编码光优化设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
10 杨飞;刘刚;刘寅;孟庆宽;王泷;刘兆祥;;基于机器视觉的农机具自动导航系统[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邱瑞;对外贸易对黑龙江省经济发展影响机理及评价研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王玉全;基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 韩晓明;商业银行跨国并购风险测度和评价研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
5 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
6 杨承;日盲型紫外探测和直升机着舰光电助降技术的研究[D];电子科技大学;2010年
7 雷波;直线边缘光学精密测量系统研究与开发[D];武汉理工大学;2010年
8 廖宜涛;基于图像与光谱信息的猪肉品质在线无损检测研究[D];浙江大学;2011年
9 邵咏妮;水稻生长生理特征信息快速无损获取技术的研究[D];浙江大学;2010年
10 程宇;马铃薯蛋白水解物在水包油乳状液中的抗氧化作用及机理研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 饶吉来;基于图像处理的型面联接件检测技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
3 宗雯雯;基于双目立体视觉的特征点匹配关键技术研究与应用[D];山东科技大学;2010年
4 汪安国;基于结构光的鞋底信息提取与机器人喷胶轨迹生成方法的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 周波;一串红穴盘育苗控释肥施用效应评价[D];山东农业大学;2010年
6 杨雪娇;点云的边界提取及角点检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 仇晨光;动态场景中的运动目标检测与跟踪技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 林华云;蒸汽发生器检修机械臂的视觉测量研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 闫晓莹;三维重建系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 邱月明;房地产类上市公司财务风险评价研究[D];大连理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邬红芳;人体尺寸测量CAT及服装CAD系统[J];安徽机电学院学报;2000年04期
2 王雨峰,蔡治华;用最小二乘法原理估测黄牛体重[J];安徽农业科学;2000年03期
3 王重龙,陶立,张勤,张东红,李庆岗,刘卫东;B超活体测定猪背膘厚和眼肌面积的研究[J];安徽农业科学;2005年03期
4 高文玉;马巍;;奶牛乳房形状与头胎泌乳量相关分析[J];安徽农业科学;2007年10期
5 张恒敢;杨四军;顾克军;李智胜;;应用数字图像处理获取小麦籽粒颜色特征参数[J];安徽农业科学;2008年09期
6 陈文娟;董润坚;周海柱;王洁;袁月明;;北方民用猪舍自然通风的数值模拟[J];安徽农业科学;2010年13期
7 蔡治华,陈凤山;应用多元回归预测奶牛产奶量[J];安徽农业技术师范学院学报;1999年03期
8 彭勃;周文晖;刘济林;;基于Harris角点检测的立体视觉里程计[J];兵工学报;2007年12期
9 尹宝才,胡永利,程世铨,谷春亮;基于形变模型的人脸建模及其应用综述[J];北京工业大学学报;2003年03期
10 郑榜贵;田炳香;段建民;;基于交比不变量的摄像机标定方法[J];北京工业大学学报;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张福锁;;中国养分资源综合管理策略和技术[A];循环农业与新农村建设——2006年中国农学会学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 姜大龙;真实感三维人脸合成方法研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2005年
2 邓宝松;基于点线特征的大基线图像序列三维重建技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
3 王立中;基于机器视觉的奶牛体型评定中的关键技术研究[D];内蒙古农业大学;2009年
4 张元跃;番鸭体重生长非线性混合效应模型评价的研究[D];湖南农业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡宝利;不同年龄秦川牛胴体性状与肉质性状的研究[D];西北农林科技大学;2001年
2 杨飞来;应用多性状动物模型BLUP法进行猪的遗传评定研究[D];湖南农业大学;2002年
3 张海亮;基于Web的肉牛图像识别及图像信息管理系统的研究[D];西北农林科技大学;2003年
4 赵庆明;微卫星遗传标记与超声波活体测定相结合对肉牛主要产肉性状的研究[D];山西农业大学;2003年
5 王桂琴;图像处理技术在小麦产量预测中的应用研究[D];中国农业大学;2004年
6 陈利军;图像角点检测和匹配算法的研究[D];西安电子科技大学;2005年
7 齐龙;基于图像处理的作物病害诊断及叶片形态参数测量技术的研究[D];吉林大学;2006年
8 黄姣梅;我国动物福利立法研究[D];广西师范大学;2007年
9 王玉珠;图像角点检测算法研究[D];重庆大学;2007年
10 林传力;基于内容的图像检索和Sift算法的应用[D];上海交通大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马利红;王辉;李勇;金洪震;;全息模拟再现像的三维重构[J];光子学报;2006年04期
2 杨燕燕;陆长德;苟秉宸;余隋怀;;基于多感知因素的产品三维重构关键技术研究[J];计算机应用研究;2007年03期
3 杨超;周新力;郭瑞颖;卿晓松;苑春方;张海波;;三维重构仿真平台[J];烟台大学学报(自然科学与工程版);2007年03期
4 山海涛;李海滨;李大卫;郝向阳;;基于影像序列的目标三维重构技术研究[J];海洋测绘;2009年03期
5 周果清;王庆;;三维重构中一种快速全局最优算法[J];西北工业大学学报;2010年01期
6 李华伟;何文志;;无序图像三维重构中的图像选择技术[J];计算机与网络;2012年14期
7 李姗;曾文;;人工外耳支架的三维重构和个性化设计[J];南昌大学学报(理科版);2012年05期
8 吴伟全;李元歌;王思捷;王永存;吴平;;基于蒿草切片对比分析激光共聚焦系统的三维重构成像及二维平面成像的应用价值[J];现代医院;2013年07期
9 陈俊强,徐嘉芳,张冠华;连续切片中神经元的计算机辅助三维重构[J];中国生物医学工程学报;1985年02期
10 姚萌,张凌,阿布杜拉兹,刘晓;基于建模方式的古文物三维重构渲染和表现[J];华东师范大学学报(自然科学版);2002年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张勇斌;肖虹;吉方;;面形零件微观表面的三维重构技术[A];中国工程物理研究院科技年报(2008年版)[C];2009年
2 文建宇;向复生;;一种基于图像的三维重构方法[A];2003年全国系统仿真学术年会论文集[C];2003年
3 李鲲鹏;李晶;叶巧真;张景强;;基于连续超薄切片的线粒体三维重构[A];第十三届全国电子显微学会议论文集[C];2004年
4 李林;纪仲秋;;影像解析三维重构中同步问题的解决[A];第十六届全国运动生物力学学术交流大会(CABS 2013)论文集[C];2013年
5 万晓华;张法;刘志勇;;一种冷冻电子断层三维重构的并行迭代算法[A];2009年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(上册)[C];2009年
6 伯梅;高隽;王磊;偶春生;;用于三维重构的激光三角测量的标定方法[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
7 谢路生;胡天林;王磊;黄元庆;;基于Shape from Silhouette的三维重构方法[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
8 朱文秀;王钰;;基于人体切片的颞骨三维重构方法探讨[A];中国图学新进展2007——第一届中国图学大会暨第十届华东六省一市工程图学学术年会论文集[C];2007年
9 苏海龙;熊聪聪;陈伟;张建国;;基于普通摄像机成像系统的三维重构误差分析[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
10 包全;姜楠;;层析粒子图像测速技术三维重构研究[A];第七届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 沈佳;数据大了 决策准了[N];山西日报;2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李晋江;海量数据点三维重构中一类关键问题研究[D];山东大学;2010年
2 赵秀阳;复合材料三维重构及力学性能的有限元数值分析[D];山东大学;2006年
3 刘同海;基于双目视觉的猪体体尺参数提取算法优化及三维重构[D];中国农业大学;2014年
4 姜大志;计算机视觉中三维重构的研究与应用[D];南京航空航天大学;2002年
5 黄丰;多孔介质模型的三维重构研究[D];中国科学技术大学;2007年
6 王年;三维重构中关键算法研究[D];安徽大学;2005年
7 梁玉尧;IMIRS软件包研制与在CPV三维结构研究中的应用[D];中山大学;2002年
8 山海涛;基于影像序列的目标三维重构理论及关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
9 杨敏;多视几何和基于未标定图像的三维重构[D];南京航空航天大学;2003年
10 谢礼;CarMV和IFV衣壳结构、SrMV柱状内含体的电子显微镜三维重构研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汤列平;三维重构系统的研究和改进[D];浙江大学;2006年
2 杨燕燕;面向工业设计的三维重构方法研究[D];西北工业大学;2007年
3 胡智;基于三维重构的人体尺寸测量研究[D];武汉纺织大学;2013年
4 童晨;刀具磨损区域的三维重构技术研究[D];南京航空航天大学;2008年
5 韩东;三维重构中的匹配技术研究[D];大连理工大学;2006年
6 刘旭丽;对称集方法及其在三维重构中的应用[D];北方工业大学;2008年
7 刘子华;基于投影结构光法实现动态目标的三维重构[D];大连理工大学;2012年
8 贺培;基于图像序列的三维重构方法研究及在桥梁缆索检测中的应用[D];华南理工大学;2012年
9 郭龙强;基于摄像机—投影仪系统的三维重构技术研究[D];大连理工大学;2013年
10 罗志升;基于结构光的旋转式物体三维重构[D];西南交通大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026