试析奶牛体型评定三维图像同步采集系统研究

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1、河北农业大学硕士学位论文奶牛体型评定三维图像同步采集系统研究姓名：闫震申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：钱东平2009-06-07摘要基于图像处理方法的奶牛体型线性评定已经成为国内外奶牛优化育种研究的一项重要内容，它的前提是能够清晰、同步地采集奶牛正侧面、正前方、正后方三维图像，能进行图像处理和识别。本系统为奶牛体型评定三维图像同步采集系统，由摄像装置和定位设备构成，采用模块化设计，分为摄像装置模块、电动栏杆模块和两个自动门模块。摄像装置以计算机作为控制器，定位设备模块以AVR单片机ATmega32作为控制器，每个模

2、块有自己的控制、传动系统，可以独立工作。计算机作为上位机，通过RS232串口，经专用的电平转换芯片MAX232与单片机连接，控制与协调各模块之间的通讯与运转，使各模块按预定时序工作。单片机作为下位机，用于采集数据和控制门或栏杆工作。这样，就构成了一个主从式集散系统，主机控制从机，从机与从机之间的通讯经主机实现，形成了集中管理，分散控制的结构体系。奶牛在通过前门、电动栏杆、后门的行进过程中，触发了相应位置光电开关的通断信号。单片机采集到该变化信号，通过RS232串口与计算机通讯，控制门或栏杆动作。计算机控制具有4个通道、4个独立图像

3、芯片的DH-QP300图像采集卡，通过3个CCD摄像机，同步采集了奶牛三维图像；系统协调各装置按预定时序工作，整个过程不需要人工参与，自动采集了奶牛三维图像。选用直流无刷电机作为定位设备的动力装置，以直流无刷电机专用控制芯片MC33035和AVR单片机ATmega32作为控制器，结合速度反馈器件MC33039形成电机转速的闭环控制，采用脉冲宽度调制（PWM）调速。采用Labview软件作为采集主程序，通过调用动态连接库控制通用图像采集卡，选用场方式采集模式提高图像质量。试验证明，每头奶牛的图像采集与线性评定时间在3min左右，小于

4、5min(标准)。图像噪声较少，边缘信息清晰，完全满足后续特征提取算法对图像质量的要求。关键词：奶牛；体型评定；三维图像；同步采集；集散系统；Labview；动态连接库；场方式采集Studyingon3-DSynchronizationImagingSystemforLinearAppraisalofDairyCowConformationAuthor:yanzhenSupervisor:QianDong-pingMajor:EngineeringofAgriculturalMechanizationAbstractLineara

5、ppraisalofdairycowconformationbasedonimageprocessingtechniquealreadyhasbecomeanimportantpartofoptimizingbreedingofwhichincludestwostep:infocusandisochronousgrabbingside、frontage、backsideofcow3-Dimage;imageprocessingandidentifying.Thesystemmakesupofimagingequipmentando

6、rientationequipment.modularizationdesignisadoptedwhichincludesimagingequipmentmodule、electricbarriermoduleandtwoautomaticdoormodule.Pcisthecontrollerofimagingequipment,andAVRSCMATmega32isthecontrolleroforientationequipment.Eachmodulehasunattachedcontrollingandtransmis

7、sionsystem,sothattheymayworkallalone.PccontrolseachmodulecommunicationbyRS232serialportthroughvoltageconversionchipMAX232andcoordinatesthemoperationaccordingtopredeterminedtimesequence.SCMasguestcomputerisusedforgatheringdataandcontrollingoperationofautomaticdoororele

8、ctricbarrier.Inthisway,amasterandslavedistributedsystemisconstituted,inwhichhostcomputercontrolsandcommunicatesguestcomputer