基于三维重建的奶牛体尺检测方法研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gmwzg
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
内蒙古自治区是我国重要的奶牛养殖优势区域,体尺参数作为反映奶牛个体大小和生长发育情况的重要指标,对奶牛生产能力和繁殖能力影响较大。目前奶牛体尺参数的测量主要采取人工测量的方法,该方法受技术人员主观性影响,使得体尺测量结果可靠性较低。本研究针对人工测量方法的不足,以提高体尺参数精度为目标,通过Azure Kincet DK相机采集奶牛深度图像,对点云预处理、点云修补、三维重建与体尺测量关键点提取方法展开系统研究。主要研究内容和结果如下:(1)针对单台相机采集奶牛体表深度数据的不足,设计了基于双视角的奶牛深度数据获取系统。(2)为修补水平栏杆遮挡造成的奶牛点云缺失区域,提出基于三次NURBS曲线拟合的修补方法,该方法可以有效的将侧视点云缺失区域补全,修补后的点云与原点云重合度高,平均绝对误差为6.27mm。(3)为获取完整的奶牛体表点云数据,对俯、侧视深度相机进行立体标定,利用转换矩阵完成点云粗匹配,再使用ICP算法实现奶牛俯、侧视点云的精匹配,最后通过侧视点云镜像对称的方法建立完整的奶牛体表三维模型。试验结果表明,本文建立的三维点云模型尺寸与奶牛真实值之间的最大相对误差为1.6%。(4)为提高体尺参数测量精度,从三维点云模型中分别提取肩端点、腹宽最大点、坐骨结节点、耆甲部最高点、胸围测点等测量关键点,计算了肩宽、腹宽、尻宽、体直长、体斜长和胸围等体尺参数。将本文方法与传统测量方法获得的奶牛体尺进行对比,试验结果表明,本文方法的平均绝对误差为46.29mm,平均相对误差为3.95%。,其中尻宽的平均绝对误差最小,为8.72mm;胸围的平均绝对误差最大,达到127.56mm;腹宽的平均相对误差相较于其他体尺最小,为2.25%;胸围的平均相对误差相较于其他体尺参数最大,达到6.09%。对两种方法进行相关性分析可知,决定系数最大值达到0.9901,最小为0.9421,因此,可以用该方法对奶牛体尺参数进行检测。
其他文献
种子丸粒化技术是以种子为核心,基于丸粒化包衣设备,将种衣药剂、粉料、以及其他添加剂均匀有效的包裹在种子表面的加工处理技术。种子丸粒化不仅可以提高种子发芽率,保护种子免受外界生物或非生物的胁迫,同时适用于精量播种,保证在机械输送过程中种子的完整性。本文对紫花苜蓿种子与包衣粉料进行离散元仿真参数标定,研究种、粉间混合机理和评价指标,实现相关设备的工作、工艺参数优化,以提高紫花苜蓿种子单籽丸化合格率和丸
学位
现有的牧草免耕播种机多为大田熟地播种机改装而成,其不能适应草原复杂地貌环境,引起工作效率低,机具易损坏,对牧草种子播种适宜性差等问题。针对此类问题,本研究根据牧草种子播种工艺流程、播种机工作环境、播种机稳定性对牧草免耕播种机关键零部件进行设计分析。主要研究内容如下:(1)设计了具有缓冲装置的破茬器,应用ANSYS分析软件,对其进行了仿真模拟及动力学分析,确定了合适的刚度(110N/mm),保证了破
学位
畜牧业是我国少数民族地区发展的主要产业之一,其中牧畜饲料生产占有重要地位。但目前的颗粒饲料加工生产设备的自动化水平较低,且监测系统不完善。基于内蒙古农机装备有限公司的11JKZ-1000型移动式颗粒饲料加工机组,对其进行监测系统的改进与优化。运用传感器等装置采集机组的相关数据,触摸屏与PLC通过RS-485串行端口进行通讯。选择远程监测平台,远程通信模块将数据传输到上位机中,PC端进行对应的组态设
学位
绝缘子是输电线路上的重要一部分,在线路上起着支撑和绝缘的作用,由于其长期暴露在野外,强电场、温度湿度等的影响和生产上的缺陷,绝缘子出现故障的频率很高,所以每年需要定期的巡检。本文将计算机视觉技术应用到绝缘子的检测方面,对绝缘子图像进行了研究,具体内容如下。(1)首先对绝缘子图片做预处理,灰度化优化之后对图片采取四种算法进行去噪研究,通过对比PSNR与SSIM参数选择效果突出的去噪方法,最后对图像进
学位
马铃薯挖掘机摆动分离筛是马铃薯机械化收获作业时薯土分离的核心结构,对收获后的马铃薯储存具有很大影响。原分离筛随着分离过程的进行,在分离筛尾部无土壤保护,致使马铃薯损伤较为严重。针对薯土分离过程马铃薯破皮率高,马铃薯损伤严重的问题,采用理论分析与虚拟仿真结合的方式对分离筛面加速度进行分析,设计一种可实现分离能力逐阶递减的三阶六吊杆摆动分离筛,通过田间试验验证理论分析与仿真结果。其主要研究内容如下:(
学位
薯土分离过程是马铃薯机械化收获中造成马铃薯损伤的主要工作环节,马铃薯损伤与薯土分离装置的结构参数和工作参数有关,研究薯土分离装置结构参数和工作参数对马铃薯损伤的影响规律,可以指导新机型的开发,达到降低马铃薯损伤的目的。薯土分离过程中马铃薯碰撞加速度与薯土分离装置的结构参数和工作参数之间具有重要的联系,也是评价马铃薯损伤情况的重要指标之一。本文采用理论分析、仿真分析和试验研究相结合的方式,对马铃薯在
学位
柠条是豆科锦鸡儿属锦鸡儿植物的俗称,广泛分布于我国北方各省区,是防风固沙、保持水土、造林的主要树种。随着国家大力重视生态环境建设我国对柠条的种植面积逐年增加。根据柠条的生长特性柠条每生长3-5年就需要进行一次平茬,因此每年将产生很多柠条枝条。经过很多学者的研究,柠条鲜枝营养丰富,粗蛋白含量可达11.21%~36.27%,与苜蓿粗蛋白相当,是玉米的2~4倍,目前被广泛的用于颗粒饲料的生产中。生产颗粒
学位
草物料的热风干燥是复杂的传质传热过程,所需干燥环境和干燥条件常由专业干燥系统来提供。而作为干燥系统重要组成部分的干燥房,其内部结构及配套装置的设计,不仅可以改善干燥空间内物理场的均匀分布、优化草物料干燥品质,而且能有效地提高干燥效率。为提高热风干燥房内物理场的均匀性,常以干燥房内风速、温度的分布均匀性为指标进行干燥房结构优化以及配套装置设计。本文针对TGS-2型太阳能-热泵联合干燥系统,在空载和装
学位
汽车发动机有接近三分之一的能量以热能和动能的形式在废气排放过程被排放到大气中,未能被有效利用。汽车尾气发电技术的目的在于对汽车尾气中的能量进一步回收利用,提高汽车发动机的热效率。本文在深入了解汽车尾气发电技术国内外研究现状的基础上,为了探究一种汽车尾气低阻力发电装置的可能性,设计了内壁叶片式低阻排气管转子结构;利用有限元仿真软件对转子进行仿真,研究了不同叶片实度、叶片倾斜角以及叶片数对转子的最大角
学位
青贮玉米饲料是草食家畜最理想的饲料,青贮品质的好坏是影响饲料综合品质的重要因素,现有的检测方法感官评定法主观性强;试验室评定法复杂、耗时长且费用高,因而将色敏传感器结合光谱分析技术引入青贮饲料的品质检测中具有很强的优势,本研究利用色敏传感器结合光谱分析技术构建了一个青贮玉米饲料品质检测装置,主要内容如下:1、设计了青贮玉米饲料检测的色敏传感器。使用甲基红、甲酚红、溴甲酚紫、溴甲酚绿、溴百里香酚蓝、
学位