基于場(chǎng)景的植物三維重建技術(shù)研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)三維重建技術(shù)在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化收獲機(jī)器人上的應(yīng)用有著良好的應(yīng)用前景。在國(guó)外，這項(xiàng)工作已經(jīng)進(jìn)行了很多年，并且取得了一定的研究成果；而在國(guó)內(nèi)，這個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究還相對(duì)落后，離實(shí)際應(yīng)用還有很大距離。本文以植物場(chǎng)景為研究對(duì)象，利用植物場(chǎng)景中植物的構(gòu)件形態(tài)具有一定的穩(wěn)定性這個(gè)特征，通過(guò)場(chǎng)景構(gòu)件的數(shù)學(xué)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自然場(chǎng)景下的植物場(chǎng)景的三維重建，為以后實(shí)現(xiàn)植物構(gòu)件的準(zhǔn)確定位與農(nóng)業(yè)機(jī)械的自主行走，果實(shí)的自動(dòng)采摘打下了基礎(chǔ)。 基于上述目的，本文主

2、要完成的工作有： 1.分析了植物各構(gòu)件的形態(tài)特征，并提取出植物場(chǎng)景中的植物構(gòu)件的形態(tài)特征，植物學(xué)特征及其它相關(guān)特征為植物場(chǎng)景構(gòu)件的數(shù)學(xué)建模打下了基礎(chǔ)。 2.分析了三維建建模中常用的圖像處理算法，找出了適合本研究中數(shù)字圖象處理的算法，這些算法包括圖像的色彩統(tǒng)計(jì)、圖像的邊緣檢測(cè)、圖像的分割等。 3.根據(jù)植物場(chǎng)景構(gòu)件的生物學(xué)特點(diǎn)，建立了植物場(chǎng)景中的常用構(gòu)件，包括植物的葉構(gòu)件、植物的莖構(gòu)件、植物的花構(gòu)件、植物的果構(gòu)件

3、和輔助構(gòu)件，并建立了植物構(gòu)件模型庫(kù)的創(chuàng)建方法。 4.創(chuàng)建了通過(guò)攝像機(jī)左右眼圖像和植物構(gòu)件模型庫(kù)相結(jié)合的方法來(lái)建立植物三維單場(chǎng)景的算法，該算法相對(duì)于以往的直接利用圖象重建效率更高。同時(shí)，在三維重建的過(guò)程中，利用非關(guān)鍵幀圖像來(lái)對(duì)所建立的三維植物場(chǎng)景模型進(jìn)行矯正也取得了較好的效果。 最后，本文總結(jié)了所做的主要研究工作，討論了未來(lái)的研究方向。本文的研究對(duì)于將機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)器人，并最終在硬件上實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)器人自主行走，對(duì)果實(shí)的