基于MATLAB的橙子识别与计数研究

本科生毕业论文（设计）题目:基于MATLAB的橙子识别与计数研究姓名:孙娜娇学院:工学院专业:电子信息科学与技术班级:信息123班学号:32312308指导教师:邹修国职称:副教授2016年5月28日南京农业大学教务处制目录摘要.....................................................错误!未定义书签。关键词...................................................错误!未定义书签。Abstract.................................................错误!未定义书签。Keywords................................................错误!未定义书签。引言.....................................................错误!未定义书签。1论文概述..............................................错误!未定义书签。1.1课题研究目的及意义..................................错误!未定义书签。1.2国内外研究概况......................................错误!未定义书签。1.2.1国外研究概况......................................错误!未定义书签。1.2.2国内研究概况......................................错误!未定义书签。1.3主要研究内容........................................错误!未定义书签。2系统整体设计方案......................................错误!未定义书签。2.1系统整体概况........................................错误!未定义书签。2.2主要技术............................................错误!未定义书签。3系统硬件设计..........................................错误!未定义书签。3.1硬件模块选型与设计..................................错误!未定义书签。3.1.1基于S3C2410的控制器..............................错误!未定义书签。3.1.2USB的应用.........................................错误!未定义书签。3.1.3无线路由器........................................错误!未定义书签。3.1.4系统电源供电模块的设计............................错误!未定义书签。3.1.5五自由度机械臂模块................................错误!未定义书签。3.1.6舵机云台..........................................错误!未定义书签。3.1.7模拟机械臂模块....................................错误!未定义书签。3.2硬件系统整体设计....................................错误!未定义书签。4系统软件架构与控制模块间通信..........................错误!未定义书签。4.1智能排障机器人控制系统软件设计......................错误!未定义书签。4.1.1编写leds指示灯驱动程序...........................错误!未定义书签。4.1.2编写GPIO口驱动程序...............................错误!未定义书签。4.1.3编写机械臂驱动程序................................错误!未定义书签。4.1.4系统控制模块间通信................................错误!未定义书签。4.2安卓手机应用软件设计................................错误!未定义书签。4.2.1软件功能的设计....................................错误!未定义书签。4.2.2Socket与图像显示..................................错误!未定义书签。5系统测试..............................................错误!未定义书签。5.1系统测试平台的搭建..................................错误!未定义书签。5.2系统测试步骤........................................错误!未定义书签。5.3测试结果演示........................................错误!未定义书签。6总结与展望............................................错误!未定义书签。6.1总结................................................错误!未定义书签。6.2展望................................................错误!未定义书签。致谢.....................................................错误!未定义书签。参考文献.................................................错误!未定义书签。附录1....................................................错误!未定义书签。附录2....................................................错误!未定义书签。4基于MATLAB的橙子识别和计数研究电子信息科学与技术专业学生孙娜娇指导教师邹修国摘要：随着计算机技术的快速发展，当代农业的发展也越来越迅速。目前，国内外的人工水果识别鉴定能力均不能满足实际生产需求。因而，人们开始不断探索利用计算机自动识别水果的原理和方法，水果识别也因此成为国内外研究的热点。与传统计算机图像识别技术研究不同的是本课题以近年来热度较高的MATLAB作为研究平台，针对于球状水果，提出了以图像特征灰度化为切入点，用小波去噪和中值滤波相结合的办法对图像进行预处理，以Sobel算子对图像作边缘检测，通过基于形态学的图像特征抽取与分析，最终用分水岭图像分割方法实现目标检测与计数。该课题充分利用了MATLAB平台在图像处理方面的优势，经过优化和调试，可以快速并且准确地分析出结果。关键词：MATLAB；形态学；分水岭算法GlobularfruitsidentifyandcountbasedonMATLABStudentmajoringinElectronicandInformationScienceandTechnologyYangYiTutorZouXiuguoAbstract：Withtherapiddevelopmentofcomputertechnology,modernagriculturegraduallymovingtowarddigital,preciseandintelligent.Currently,artificialfruitsrecognitioncapabilitiesathomeandabroadtoidentifytheactualproductioncannotmeetdemand.Thus,peoplebegantoexploretheprinciplesandmethodsofusingthecomputerautomaticallyrecognizesfruit,fruitrecognitionhasalsobecomeahotresearch.WithtraditionalcomputerimagerecognitiontechnologyisthesubjectofvariousstudiesinrecentyearstoahighheatofMATLABasaresearchplatformforinglobularfruit,putforwardagrayscaleimagefeaturesasthestartingpoint,usingwaveletde-noisingandmedianfilteringcombinedapproachofimagepreprocessing,inordertomaketheimageSobeloperatoredgedetection,image-basedmorphologicalfeatureextractionandanalysis,andultimatelywiththewatershedimagesegmentationmethodstoachievetargetdetectionandcounting.ThesubjectMATLABplatformleveragestheadvantagesofimageprocessing,optimizedandthedebugger,youcanquicklyandaccuratelyanalyzetheresults.Keywords：MATLAB；Morphology；Watershedalgorithm引言图像识别是数字图像处理中的一项关键技术，在图像工程中占据着重要的位置。从颜色上图像分为彩色图像、灰度图像和黑白图像等。因此对数字图像的分析可以分为彩色图像分析和灰度图像分析。彩色图像包含大量信息有助于更准确地分析图像，但也正因为自身信息量较大所以对于机器性能要求较高并且不利于分析速度。灰度图像信息量小，但是如果只是简单地将彩色图像灰度化，那么可能将丢失大量有用信息，不利于图像分析的准确性。本文提出一种图像识别思路，它包含对感兴趣区域图像灰度化算法，对特定环境下的图像通过特定算法进行降噪及滤波，运用形态学原理的图像腐蚀、膨胀、重构，最后通过分水岭分割算法的改进算法实现水果个数统计。所以本课题对球状水果识别和计数研究具有重大意义。51论文概述1.1课题研究目的和意义我国是果树大国，栽培历史悠久，资源丰富。水果生产作为一项新兴产业，在农业和农村经济发展中的地位已经十分重要，在很多地区己成为农村经济的支柱产业。纵观世界果园科技的发展，二十一世纪我国的果园也将从传统作业转化到以现代科学技术为基础的现代“集约持续果园”上来。果园的发展将全面地体现生产、经济、技术、社会和生态的可持续性。在水果分级方面，我国相继引进和开发了按大小和重量分级的分级设备，近几年国内也出现了基于机器视觉技术的水果分级设备。但是，进口设备价格昂贵，一般水果生产企业难以负担。而国产设备由于技术投入不够，与国外先进设备差距比较大。随着机器视觉技术的发展，国外也出现了将机器视觉运用在水果分级系统上的相关研究，使得国外的水果分级分类系统的性能进一步提高，同时也进一步拉大了我国与国外在水果生产自动化的技术差距。由于我国的现状，如果不在水果产后处理上下功夫，我国的水果出口形势还会非常严峻，这就要求国内的研究者在水果分级技术进一步钻研，使我国的分级技术再上一个新台阶。将机器视觉（也称计算机视觉，图像处理）技术引入果园自动化，是解决该问题的有效途径之一。同