基于视觉分析的作物自动观测关键技术研究

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1、中文图书分类号：TP391密级：公开UDC：39学校代码：10005硕士专业学位论文PROFESSIONALMASTERDISSERTATION论文题目：基于视觉分析的作物自动观测关键技术研究论文作者：张加楠专业类别/领域：电子与通信工程指导教师：毋立芳教授论文提交日期：2017年5月UDC：39学校代码：10005中文图书分类号：TP391学号：S201402164密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：基于视觉分析的作物自动观测关键技术研究英文题目：RESEARCHONKEYISSUESOFAUTOMATICOBSERVATIONOFCROPB

2、ASEDONVISUALANAYSIS论文作者：张加楠专业类别/领域：电子与通信工程研究方向：图像处理与模式识别申请学位：工程硕士专业学位指导教师：毋立芳教授所在单位：信息学部(原电控学院)答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：

3、张加楠日期：2017年5月20日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：张加楠日期：2017年5月20日导师签名：毋立芳日期：2017年5月20日摘要摘要中国作为世界上最重要的农业生产大国之一，自古以来就对农业生产十分重视，从古至今流传的很多反映早期农业气象变化的经验与记录，它们揭示了作物的生长规律与气象变化之间的联系，并为后人提供了应对不同天气变化及自然灾

4、害时应当采取的措施，为中国农业的发展提供了保障。近年来，随着计算机视觉的逐步成熟，越来越多的发达国家利用这项技术，从事种子质量检测、农产品分级与加工、植物生长检测、农作物病虫草害的监测与防治中等方面的研究，这使得中国的农业生产水平处于相对滞后的状态，迫切需要提高地面观测及农业气象的自动化观测能力。论文针对农业气象自动化观测开展研究，分别从绿色作物覆盖度提取和作物株高的自动测量开展研究，论文具体工作如下：1.提出基于先验阈值优化CNN的作物覆盖度提取算法。首先利用先验阈值分割法对图像进行粗分割，保留了易出现误分割问题的像素点；其次，将粗分割的结果通过训练好的卷积神

5、经网络，将图像分割的问题转化为对图像中像素点的分类问题，从而实现作物覆盖度的精确提取。2.领域知识引导的作物株高立体视觉测量方法。首先，将左、右两观测图像以区域划分，上半区域提取Harris角点特征并在对应区域内找到同名像点，计算像素视差，并依照三角函数关系计算作物株高；其次，将下半区域用于提取作物覆盖度，反推作物株高；最后将两种方法计算得到的株高结合，解决了在生长初期存在的作物目标过小和生长后期存在的覆盖度下降等影响观测结果的问题，得到更精确的株高结果。3.分析作物覆盖度与株高变化趋势与其他生长参数间的关系，实现作物生长期的自动识别。关键词：农业气象；覆盖度；

6、图像分割；株高；双目视觉；生长期-I-ABSTRACTAbstractChinaisoneofthemostimportantagriculturalproductioncountriesintheworld.AgriculturalproductionhasbeenpaidmoreattentioninChinasincealongtime.Manyoftheexperiencesandrecordsofearlyagrometeorologicalchangesrevealtherelationshipbetweenthegrowthofcropsandme

7、teorologicalchanges，whichprovidearesponsetocopewithdifferentweatherchangesandnaturaldisastersforfuturegenerations.Inshort,itprovidedsupporttothedevelopmentofChineseagriculture.Inrecentyears,computervisionhasbeenutilizedinseedqualitytesting,agriculturalgradingandprocessing,preventiono

8、fcropdisease