种牛体尺非接触测量系统研究

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1、分类号：TP391单位代码：10190研究生学号：201504021密级：公开硕士学位论文常海天2018年6月种牛体尺非接触测量系统研究TheStudyOnTheNon-ContactMeasurementSystemOfCattleBody硕士研究生：常海天校内导师：王甲福副教授企业导师：王浩然高级工程师申请学位：工程硕士领域：控制工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：长春工业大学摘要摘要牛体体尺等数据直接反映了牛的生长发育情况，不同月龄阶段的牛体体尺数据也是种牛选育过程中性能测定的基础和依据。传统的牛体

2、体尺数据测量采用人工接触式测量方法。人工测量方式费时费力，测量过程中对牛的接触会对牛造成应激反应，影响其生长发育。针对传统牛体测量方式的不足，本文结合视觉检测技术和养牛场日常管理的需求，设计了一套牛体非接触测量系统。测量系统实现了对牛体重、体高、体斜长、胸围、腹围等数据的测量、记录和统计分析。具体研究内容包括以下几个方面：1、结合测量对象的特性，设计了适合批量采集且标定灵活的测量系统硬件平台。根据软件设计需求，完成了对牛体重和图像信息采集设备的选型。2、针对测量背景环境复杂且硬件平台对牛体造成前景遮挡的问题，采用了背景差分法来实现对牛体轮

3、廓信息的提取。结合差值图像的特性，给出了使用类别方差作为判定依据的最优阈值图像分割方法。结合图像灰度值统计，优化了寻找最优阈值的计算范围。结合中值滤波算法的实现原理，给出了针对二值图像的快速去噪方法，并在多个模板尺寸下与中值滤波去噪耗时做了比对分析。3、结合牛体高测量点在牛轮廓图像中对应特征点的位置，实现了使用图像处理方法的牛体高数据自动测量。结合大量实际测量数据及牛各项体尺数据相关性，通过偏最小二乘法建立了各月龄下牛胸围、腹围与体重、体高、体斜长间的线性数学模型，完成了对牛胸围、腹围数据估测。使用Qt图形用户界面框架和OpenCV视觉库

4、，开发了性能稳定、操作友好的测量系统软件客户端。关键词：机器视觉非接触测量牛体检测图像去噪视觉检测IAbstractAbstractThebodyscaledataofcattledirectlyreflectthegrowthanddevelopmentofcattle.Thebodysizedataatdifferentmonthsofagearealsothebasisfortheperformancedeterminationinthebreedingprocessofcattle.Traditionalmanualmeasure

5、mentmethodsaretime-consumingandlaborious.Exposuretocattleduringthemeasurementprocesscancausestressreactiontocattleandaffecttheirgrowth.Aimingatthedeficiencyofthetraditionalmethodofmeasuringcattlebody,thesiscombinesthevisualinspectiontechnologyandthedailymanagementofthecat

6、tlefarm,designsasetofnon-contactmeasurementsystemforthecattlebody.Thesystemrealizesthemeasurementandrecordingofbovineweight,height,length,chestcircumference,abdominalcircumferenceandothermeasurementdata.Thespecificresearchcontentincludesthefollowingaspects:1.Accordingtoth

7、echaracteristicsofmeasuringobjects,thehardwareplatformofmeasurementsystemisdesigned,whichissuitableforbatchacquisitionandflexiblecalibration.Accordingtothesoftwaredesignrequirements,theselectionofcattleweightandimageinformationcollectionequipmentwascompleted.2.Inordertoso

8、lvetheproblemthatthebackgroundenvironmentiscomplexandthehardwareplatformcausesforegroundobstruct