基于扇环形区域图像分割的小麦秸秆截面参数测量方法

针对小麦秸秆截面显微图像中组织成分的结构和灰度特征,研究了一种扇环型分区域图像分割方法,用于精确分割厚壁、维管束等关键组织结构。小麦秸秆截面的内外侧轮廓构成了一个近似的环形区域。先粗略定位厚壁和维管束所属的圆环区域。依据定位信息,以截面中心为起点向圆环外轮廓画射线,将圆环划分为大量的扇环形小区域。用Otsu算法对各个小区域进行独立的阈值分割,再对分割结果进行拼接等后续处理,得到完整的厚壁或维管束,最后以此为基础精确测量秸秆截面的各种参数。实验结果表明,与传统的Otsu算法相比,该方法对显微图像采集过程中切片、染色、拍照等环节导致的低质量图像具有较高的分割准确性和鲁棒性,在提高了切片样本利用率的同时降低了人工劳动强度。该测量系统对各类参数的测量精度均大于94.6%。     

基于双视角图像的山羊体尺自动测量方法

针对规模化羊场对山羊体尺无接触式自动测量的需求,设计了一种山羊双视角图像采集装置并开发了配套的山羊体尺自动测量算法。首先,开发了山羊双视角图像自动采集装置并在养殖场完成山羊双视角图像数据集的构建;然后,采用背景减除法二值化羊体俯视图,引入简单线性迭代聚类算法(SLIC)构建侧视图超像素的纹理和颜色特征向量,训练基于支持向量机(SVM)的超像素分类器,综合利用置信度和超像素区域邻接图(RAG)获取侧视图中的羊体二值图;最后,提出了在侧视和俯视二值图像中定位关键体尺特征点的方法,自动提取山羊体高、体斜长、胸深、胸宽、管径参数,拟合得到胸围和管围参数。算法测试结果表明,羊体侧视图前景区域超像素分类正确率超过94%,算法自动提取与人工标注的侧视、俯视前景二值图的交并比分别为96.1%和97.5%。以人工使用软尺测量获得体尺参数为金标准评价算法自动提取体尺参数的精度,结果表明管围、体高、胸深、胸宽、胸围和体斜长的平均相对误差分别为5.5%、3.7%、2.6%、5.2%、4.1%和3.9%。本文开发的羊体双视角图像采集装置及相应的图像处理方法可以满足山羊体尺无接触自动测量的精度要求,为山羊体尺的高...     

基于Arduino的智能工具箱设计

项目小组针对目前学校工科类实验实训所占的教学比例越来越高,工具的种类和数量剧增,工具管理工作量繁重的情况,设计了一款基于Arduino的智能工具箱.该工具箱具备身份认证开锁功能、工具检测功能、报警指示功能、管理员复位功能,可实现工具的精细化管理.该系统可以用于不同工具的检测功能,设计思路具有可复制性.     

基于BP神经网络工具箱实现函数逼近

运用计算机高级语言编程对神经网络BP模型进行仿真和辅助设计是件十分麻烦的事情,为了解决这个矛盾,Matlab神经网络工具箱中专门编制了大量有关设计BP网络模型的工具函数.文章分析了Matlab软件包中人工神经网络工具箱的有关BP网络的工具函数,结合一个实际的例子详细阐述了基于BP神经网络的函数逼近过程及其MATLAB实现方法.     

基于MATLAB优化工具箱的农用运输车转向梯形优化设计

传统的转向梯形机构的设计,一般采用作图法和解析法,作图法误差较大,解析法计算量大.为此,采用MATLAB优化工具箱对农用运输车进行转向梯形的优化设计.针对前置梯形和后置梯形两种情况采用了fmincon函数和ga函数.通过设计实例的计算和分析,表明了MATLAB优化工具箱对于解决农用运输车转向梯形的优化设计这类实际工程约束最优求解问题是有效的,而且精度较高,计算量较小.     

MATLAB遗传算法工具箱的研究与应用

文章介绍了遗传算法的基本流程,阐述了MATLAB遗传算法工具箱的使用方法。分析了其编码方式、初始种群、选择、交叉、变异操作及适应度函数的实现方法。通过具体算例,验证了MATLAB遗传算法工具箱的有效性和实用性。     

基于深度图像的多姿态肉牛体尺自动测量方法

养殖场中肉牛较为活跃,采集得到的图像数据中肉牛姿态多变,肉牛姿态端正帧较少,导致自动测量肉牛体尺困难。针对以上问题,本研究通过分析肉牛骨架特征和肉牛图像边缘轮廓特征,提出一种多姿态肉牛体尺自动测量方法。首先,利用深度相机Azure Kinect DK从正上方采集肉牛俯视深度视频数据,对视频数据进行分帧处理;其次,对原始深度图像进行预处理,将肉牛从复杂的背景中提取出来;再次,利用Zhang-Suen算法提取目标图像肉牛骨架,检测骨架交点和端点,分析肉牛头部特征,并确定头部去除点,去除图像中肉牛头部信息;最后,利用改进的U弦长曲率算法提取肉牛轮廓曲率曲线,根据曲率值确定体尺测点,将体尺测点转换到三维空间中,计算体尺参数。本研究通过分析大量深度图像数据,将图像中肉牛姿态分为左歪、右歪、姿态端正、低头和抬头五类。试验结果表明,本研究提出的基于骨架的多姿态肉牛头部去除方法在5种姿态下的头部去除成功率均高于92%;在23头肉牛不同姿态共46帧深度图像中,利用基于改进U弦长曲率的体尺测点提取方法,测得体直长测量的平均绝对误差为2.73 cm,体高测量的平均绝对误差为2.07 cm,腹宽测量的平均绝对误差为1.47 cm。研究结果可为精确测量多姿态下肉牛体尺提供支撑。     

基于MATLAB仪器控制工具箱的Pico示波器二次开发及应用

介绍了一种基于MATLAB仪器控制工具箱的Pico4824示波器二次开发方法。该方法可通过在MATLAB中编写M程序调用示波器的驱动包和函数包,实现MATLAB对示波器的连通、设置、采集存储和断开等操作,还可通过M程序的编写对采集到的信号进行处理,直接得到信号相关的参数结果。介绍了此二次开发在采集处理后得到高压共轨柴油机喷油参数的应用实例。结果表明,此二次开发测量计算结果准确度高,并将烦琐的测量工作简单化,大大提高了工作效率。     

MATLAB曲线拟合工具箱在试验数据处理上的应用

介绍了MATLAB曲线拟合工具箱,并通过汽车覆盖件的曲面造型测试数据的处理,给出了具体的应用方法;该工具箱不仅适用于试验数据的拟合处理,还适用于将表格数据转化为函数表达式。     

工具箱砸脚 拖拉机翻入河中

2010年11月2日6:30左右,在江苏射阳县海通镇芦湾村境内发生一起惨剧,一台运送楼板的拖拉机因驾驶员在行驶过程中被掉落的工具箱砸到脚上,结果导致拖拉机偏离方向翻入路边的河中,同车乘坐的     

MATLAB优化工具箱在链传动优化设计中的应用

如何设计出传递功率大且所需最少链排数的传动链,一直是设计人员关注的重要课题.鉴于此,采用MATLAB中的优化设计工具箱,可以实现链传动设计的优化,对研发和生产出传递功率大且所需最少链排数的传动链,具有重要的实用价值.     

MATLAB优化工具箱在链传动优化设计中的应用

如何设计出传递功率大且所需最少链排数的传动链，一直是设计人员关注的重要课题。鉴于此，采用MATLAB中的优化设计工具箱，可以实现链传动设计的优化，对研发和生产出传递功率大且所需最少链排数的传动链，具有重要的实用价值。     

基于“淹没法”的双孢菇检测及直径测量方法

随着双孢菇种植面积和产量的增长,智能化采摘机器人的需求已迫在眉睫。为了给采摘机器人提供作业目标和参数信息,通过对双孢菇(白菇)深度图像进行处理和分析,实现了目标检测和直径测量。首先,根据双孢菇三维纵深结构特点,开发了“淹没法”双孢菇-菇床基质分割方法,实现了双孢菇的准确检测;然后,通过坐标变换,得到双孢菇菇盖边缘点的世界坐标,利用Hough圆检测实现双孢菇的直径测量。试验结果表明:此方法双孢菇检出率89%以上,漏检率低于11%,错检率低于2.26%,直径测量误差为2.15%~3.15%,单个蘑菇运算耗时约0.26~0.37s,可为双孢菇机械化采收提供在线、实时的信息决策支持,提高了双孢菇采收质量和效率,并有助于提高双孢菇采收机器人的智能化水平。     

基于关键帧提取与头颈部去除的奶牛体尺测量方法

为提高奶牛体尺测量的效率与精度,降低劳动强度,提出一种基于关键帧提取与头颈部去除的奶牛体尺测量方法。首先,搭建奶牛俯视深度视频采集平台,利用分水岭算法提取深度图像中的奶牛目标;其次,使用图像扫描策略获取奶牛左右两侧轮廓,利用基于霍夫变换的直线检测方法,提取图像序列中含有完整奶牛躯干的关键帧;然后,根据奶牛头部区域骨架特征判定头部是否存在,若头部存在,则基于凸包分析方法去除图像中奶牛头部,并利用多项式曲线拟合方法去除奶牛颈部;最后,根据奶牛体尺测点的空间特征,自动计算奶牛体直长、肩宽、腹宽、臀宽及体高。利用35头奶牛的2.163帧深度图像对本文方法精度进行测试,结果分析表明,关键帧提取方法准确率为97.36%,可有效代替人工进行关键帧的选取;头部检测方法准确率为94.04%,提高了奶牛体尺测点定位的效率;体尺测量平均相对误差在3.3%以内。本文研究成果可提高奶牛体尺自动测量的效率与精度。     

基于视差图像的重叠果实图像分割算法

为解决自动采摘视觉系统中重叠果实的分割问题,提出了基于视差图像的果实分割算法。采用双目立体视觉系统获取图像对,对图像对进行预处理和校正,通过图像对的立体匹配来获取视差图像,最后对视差图像进行分割。该算法将分割的依据和信息从二维图像的颜色、形状、纹理等扩展到三维空间的深度,对空间距离不同的目标具有较好的分割效果。实验表明,对获取的视差图像进行基于区域的分割时,其区域间灰度对比度为0.98,目标计数一致性达到0.90;进行基于边缘的分割时,其边缘检测误差为5.74%,因此,该方法对重叠果实区域的分割是有效的。     

基于单片机的电感测量方法研究

介绍了一种以单片机为核心的测量系统,论述了电感数字化测量的原理。给出了整个单片机系统的硬件设计和软件设计。     

离心泵内固液两相流动的图像测量

用高速摄影和图像处理技术，对离心泵半开式叶轮内的固液两相流动进行了图像测量。由粒子运动轨迹试验结果得知；不同密度（质量）的粒子，在叶轮内部会出现分层现象，密度大于水的粒子都有向叶片工作面运动的趋势。而密度小的粒子则有向叶片非工作面运动的趋势，另外，粒子运动轨迹随水泵运行工况的变化而略有差别。沿叶轮轴向选择3个测量断面。分别对不同运行工况下不同质量粒子在叶道内分布进行试验研究。结果表明：不同质量粒子沿叶道轴向分布浓度不同，小质量粒子在靠近叶轮后盖板附近和叶片出口工作面附近区域的浓度较高，大质量粒子其结论与前者相反，同时，水泵运行工况对叶道内粒子分布浓度也有一定的影响。     

基于图像处理的发芽率自动化测量方法研究

农业信息化技术的飞速发展,各种新型检测和测量技术也有力地推动了农业现代化发展步伐。为此,基于图像处理技术,对作物发芽样本图像的颜色进行二值化处理,保留绿色发芽区域,实现自动化统计发芽率的目的;在统计幼芽叶片过程中提出了基于四邻域编码一次遍历的方法,实现连通区域数量统计与各区域面积统计同时进行,提高了系统运行效率;同时,以VS.net2005为开发平台,开发实现了一个发芽率自动测量系统。实验表明:该方法操作简单、结果精确,为农业科技人员提供了一种新的、快速有效的测定发芽率的新方法,对促进农业现代化的进一步发展具有实际意义。     

基于无线图像传感器网络的农田远程监测系统

为了实时获取农田图像和视频信息,提出了基于无线图像传感器网络的农田远程监测系统。针对当前图像传感器节点存在的不足,基于CMOS图像传感器和S3C6410嵌入式处理器设计了低成本、高分辨率的无线图像传感器节点,并研究了基于驱动层和应用层协作的分辨率实时调整算法,使得节点具备10种不同的分辨率,最高分辨率可达500万像素,而且分辨率可根据用户需求实时调整,以满足用户对不同图像精度的需求。采用Wi Fi技术构建无线图像传感器网络,并通过4G网络远程传输图像和视频到服务器。在服务器端开发了基于Web的可视化农田信息管理软件,实现对采集的数据进行有效存储、管理和应用,并为用户提供网络服务。部署了该系统并进行了长时间的运行测试试验,试验结果表明:系统可稳定地运行,能够根据远程指令采集并传输不同分辨率的图像,采集并传输1幅126 KB左右的图像平均耗时为5.36 s,网络平均丢包率为1.67%,客户端开启视频监控平均时延为3.48 s,视频播放流畅。     

三维自由曲面测量中的图像拼接

在大尺度工件的三维面形测量领域中提出了一种新的图像拼接法,该方法首先分区域测量得到两个或多个视场,通过在相邻子区域引入空间非共线3点,分别求解摄像机旋转和平移矩阵,将这些视场统一到同一个坐标系下,实现分片数据拼接。采用光栅非接触测量方法对马鞍型曲面测量,结果表明,该方法速度快、精度高、可操作性强。