收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

机器视觉技术在果园自动化中的应用研究

王辉  
【摘要】:针对目前果园种植和管理技术落后、果园劳动强度大、水果品质落后、农药喷洒过多等问题,采用机器视觉技术,研究了水果外观品质分级方法、根蘖对靶喷药技术和水果采摘机器人技术,所研究的方法提升了果园的自动化程度,既能减轻劳动强度,又能抢农时,减少损失,促进果品优质高产。在总结国内外相关研究的基础上,本文主要研究了收获前检测樱桃外观品质的方法,葡萄根蘖的识别和定位方法以及树上苹果的空间识别与定位方法: 1、研究了自然环境下樱桃表面颜色分级的模式识别方法。首次建立了樱桃表面均一颜色在同种光照环境下变化的数学模型,并依据此模型建立了樱桃表面颜色模式识别分类器,解决了樱桃表面的颜色受环境色温变化影响的问题。在色温分别为5700K(果园)、5400K和6500K(室内)三种光照条件下,樱桃分级处理试验的结果表明:果园环境下樱桃分级准确率达到87%,室内环境下樱桃分级准确率86.7%。 2、研究了利用主动光源对樱桃表面颜色分级方法。应用主动光源有效去除樱桃表面自然光和镜面反射,提出了一种七等级樱桃表面颜色的图像处理算法。在三种光照条件下(阳光直射4800K,明亮阴影5700K,阴暗阴影7700K),试验结果明:樱桃颜色分级的准确率达到93%。 3、研究了樱桃外径的测量方法。比较了椭圆拟合、圆拟合和旋转搜索三种方法测量樱桃外径的精确度,试验结果表明:椭圆拟合方法最有效,其标准偏差为0.64mm。 4、研究了利用机器视觉系统和激光扫描雷达组合实现葡萄根蘖的实时检测和定位方法,开发了葡萄根蘖对靶喷药系统。研究了摄像机数学模型和自校正方法,首次提出了相机和激光扫描雷达组合测量空间位置和标定方法,研究了利用根蘖颜色、纹理和位置信息实现对根蘖的实时检测和定位的方法。在三种速度下(1.6、2.4、3.2km/h)的试验结果表明:根蘖实时识别与定位系统能快速精准的定位葡萄根蘖,葡萄茎秆的识别率达到98%以上,葡萄根蘖尺寸检测的平均精度为80%左右。 5、建立了苹果采摘机器人的智能视觉系统,实现了机器人眼手空间信息的精准转换。首次提出了单双目组合式智能立体视觉系统,系统由红外与彩色双目立体视觉系统和近距离单目视觉系统组成。研究了基于红外与彩色立体视觉系统三维重建技术,在空间中利用颜色、深度和位置信息进行苹果识别的方法,多视觉传感器之间组合标定的方法。试验结果表明:在距离目标2.4m时,苹果识别率为83.3%,空间定位的标准偏差为4.9cm;在距离1.5m时,苹果识别率为100%,空间定位的标准偏差为3.3cm。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 黄玲;马兆敏;;基于机器视觉的脐橙可食率的研究[J];安徽农业科学;2010年25期
2 段史江;谭方利;余金龙;刘显华;王生才;王玉帅;宫长荣;;机器视觉技术在烤烟密集烘烤过程中的应用[J];湖南农业科学;2011年03期
3 应义斌,傅宾忠,蒋亦元,赵匀;机器视觉技术在农业生产自动化中的应用[J];农业工程学报;1999年03期
4 邓海霞;刘友明;熊利荣;;机器视觉技术在农产品尺寸和形状检测方面的应用[J];湖北农机化;2006年02期
5 饶洪辉;姬长英;;基于机器视觉的成行作物精量喷洒系统研究[J];江西农业学报;2007年02期
6 刘成海;郑先哲;叶斌;刘柏青;;机器视觉技术在稻米外观品质检测中的应用与展望[J];东北农业大学学报;2008年06期
7 王斌;刘兴龙;刘永福;张立国;;机器视觉技术在农业应用中的研究[J];农机化研究;2008年09期
8 王福娟;;机器视觉技术在农产品分级分选中的应用[J];农机化研究;2011年05期
9 王树文,潘伟,张长利;农产品检测与收获以及加工中的机器视觉技术[J];农机化研究;2001年03期
10 傅宇;;机器视觉技术在农业生产自动化领域中应用研究[J];安徽农业科学;2006年15期
11 时玉强;柴玉华;郑先哲;;基于机器视觉的大豆细菌斑点病粒检测[J];东北农业大学学报;2009年04期
12 常若葵;张伟玉;崔晶;王远宏;刘源;;基于机器视觉的大米外特性评价[J];农机化研究;2009年12期
13 李志臣;陈南;安秋;;基于二维熵的农业图像目标分割[J];东北农业大学学报;2010年04期
14 邵鲁浩;坎杂;李景彬;于洁;;脱绒棉种分选关键技术研究现状——基于机器视觉技术[J];农机化研究;2011年08期
15 高汉峰;房俊龙;陈月华;;作物生长信息智能监测方法研究进展[J];农机化研究;2010年04期
16 吴继华;刘燕德;欧阳爱国;;基于机器视觉的种子品种实时检测系统研究[J];传感技术学报;2005年04期
17 杨仁全;王浚峰;张栋;周增产;张晓文;;机器视觉技术在自动移栽机上的应用[J];长江蔬菜;2009年04期
18 宋亚杰;谢守勇;冉瑞龙;;机器视觉技术在蚕茧无损检测中的应用研究[J];现代农业装备;2006年09期
19 孙红;孙明;王一鸣;;植物生长机器视觉无损测量研究综述[J];农业机械学报;2006年10期
20 张云鹤;乔晓军;;自动监控技术在设施农业生产中的应用系列(二) 机器视觉技术在设施生产中的研究与应用[J];农业工程技术(温室园艺);2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵德安;姬伟;张超;李占坤;;果树采摘机器人控制系统设计[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
2 魏锡光;王库;;仿自然环境条件下番茄采摘机器人设计研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
3 赵德安;吕继东;姬伟;陈玉;张颖;;果树采摘机器人及控制系统研制[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 孙怀远;杨丽英;周夫之;;基于机器视觉技术的药品瓶包装在线检测系统[A];第41届(2011年春季)全国制药机械博览会论文集[C];2011年
5 孙晓晨;吴华波;吴振雷;;基于机器视觉技术的冲压涡轮测试仪现场自动化校准软件[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
6 刘继展;李萍萍;李智国;倪齐;;番茄采摘机器人真空吸盘装置设计及试验研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
7 崔天时;陈天宏;;基于遗传算法的采摘机器人轨迹规划[A];黑龙江省农业工程学会2011学术年会论文集[C];2011年
8 任雯;刘刚;冯娟;;采摘机器人的三维视觉系统设计与试验[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
9 孙红;孙明;王一鸣;;基于机器视觉的农作物生长无损测量的研究进展[A];中国数字农业与农村信息化学术研究研讨会论文集[C];2005年
10 刘松林;陈杰;郝向阳;西勤;;玻壳缺陷检测与几何量测视觉系统的设计与实现[A];2009年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王辉;机器视觉技术在果园自动化中的应用研究[D];中国农业机械化科学研究院;2011年
2 刘继展;番茄采摘机器人真空吸持系统分析与优化控制研究[D];江苏大学;2010年
3 吕继东;苹果采摘机器人视觉测量与避障控制研究[D];江苏大学;2012年
4 戚利勇;黄瓜采摘机器人视觉关键技术及系统研究[D];浙江工业大学;2011年
5 饶洪辉;基于机器视觉的作物对行喷药控制系统研究[D];南京农业大学;2006年
6 程伟;基于机器视觉的旋切单板检测系统研究[D];南京林业大学;2007年
7 段峰;啤酒瓶视觉检测机器人研究[D];湖南大学;2007年
8 郝敏;基于机器视觉的马铃薯外部品质检测技术研究[D];内蒙古农业大学;2009年
9 韦宏强;机器视觉技术在弹药测试设备中的应用研究[D];长春理工大学;2009年
10 陈坤杰;基于分形理论及机器视觉的牛肉自动分级技术研究[D];南京农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李荣军;基于机器视觉的LED显示屏智能化测试系统[D];哈尔滨工程大学;2007年
2 蒙香菊;基于机器视觉技术的动态目标检测系统的研究[D];河北工业大学;2006年
3 刘仕良;基于机器视觉的板栗分级设备研究[D];北方工业大学;2005年
4 冀瑜;基于机器视觉的高精度尺寸检测技术及应用研究[D];中国计量科学研究院;2006年
5 任长志;基于机器视觉的异性纤维检测系统研究[D];山东大学;2006年
6 宋俊;基于DSP机器视觉的缠辊检测系统设计与实现[D];南京航空航天大学;2008年
7 聂笑一;基于机器视觉的杂草识别技术研究[D];中南大学;2009年
8 周亮;基于机器视觉的丝瓜种子分级研究[D];浙江大学;2010年
9 谢钢;摄像式引伸计及太阳能面板质量检测关键问题研究[D];吉林大学;2007年
10 耿瑞芳;基于视觉系统的六轴机械手的设计与实现[D];北京化工大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 段佳;果蔬采摘机器人有了三维视力[N];大众科技报;2009年
2 朱广菁;机器视觉怎样“看”不合格产品[N];大众科技报;2008年
3 金刚;给机器一双慧眼[N];计算机世界;2007年
4 宋昆;用机器视觉控制烟草质量[N];计算机世界;2007年
5 赵晓展;茶叶无损检测有新思路[N];工人日报;2008年
6 Maria Doyle;DALSA隆重推出代表最新代机器视觉技术的智能相机[N];中国包装报;2009年
7 宋学勇赵敏;机器视觉系统的关键技术[N];计算机世界;2007年
8 易汉文;智能交通系统:效益与成本(十一)[N];中国交通报;2004年
9 本报记者 和铹宇实习生 李轻舟;人才培养更具针对性和竞争力[N];珠海特区报;2007年
10 樊哲高;45所:太阳能光伏设备生力军[N];中国电子报;2008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
  • 010-62982499
  • 010-62783978