基于机器视觉的牲畜体征测量系统的研究

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1、分类号：TP391密级：公开UDC：学校代码：10127硕士学位论文论文题目：基于机器视觉的牲畜体征测量系统的研究英文题目：ResearchOfLivestockBodySizeMeasurementSystemBasedOnComputerVision学位类别：工程硕士研究生姓名：张温学号：201202432学科(领域)名称：控制工程指导教师：朱林职称：教授协助指导教师：李琦职称：副教授2014年6月6日内蒙古科技大学硕士学位论文摘要羊体体征数据是牧场养羊业关注的主要参数之一，也是在种羊选育和饲养管理等环节重点关注的一个指标，特别是在种羊科研

2、育种站，体重、体高、体长、臀宽等体征数据都是选种的重要依据指标。在科学养殖方面，为每一头羊都建立相应的信息数据库，能给牧场养殖提供一个真实准确的预测，从而指导科学饲养，使产业经济最大化。但是当前国内牧场对羊体体征检测的技术已经跟现今机械化的时代严重不符，大多还是人工操作半圆仪、卡尺、皮尺等器械进行手工测量，测量后的数据依靠工人进行记录和处理，其工作量非常大。针对现有牧场人工测量的局限性及现代化牧场发展的需求，本文提出了一种基于机器视觉的羊体体征的非接触式测量构建方法。结合牧场的养殖现状，本研究采取在便携式嵌入式Linux操作系统平台上，通过两个

3、广角摄像头组成的图像采集系统对羊体的整体俯视图像和侧面图像进行采集，继而调用实时的计算机视觉库OpenCV对采集到的羊体彩色图像进行图像预处理，经由背景差分、图像去噪、图像二值化、轮廓检测与提取后获得羊体轮廓图像，再对轮廓图像进行体尺特征点的检测与坐标提取，最后利用体尺计算公式计算得出羊体的体高、体长、臀宽等体征数据。由于本研究是基于现实需求的应用开发，因此本系统在本地主控制器BB-Black的Ubuntu平台上，开发了基于多线程的服务器应用程序，服务器程序由基于机器视觉的羊体体征测量算法、基于Qt的人机交互界面程序、Linux下的TCP/IP

4、网络通信及串口通信程序、基于微处理器STM32的电子称处理模块的驱动程序等组成，并开发了基于本地服务器的Android手机客户端和远程数据监测平台，以实现远程访问和控制。实现了基于多传感器的采集系统、本地主控制器、远程数据中心和移动终端的一体化工程应用研究开发。本系统是在嵌入式Linux实时操作系统的平台上，结合射频识别技术（RFID）、无线网络通信技术（GPRS/3G）和数字图像处理技术（OpenCV），实现对大型牧场羊体体重、体高、体长、臀宽等生长数据的非接触式测量和远程监控。经实验验证表明：该系统运行稳定，数据传输可靠，此测量算法虽有一定

5、的误差，但平均相对误差不超过5%，因此本系统的应用前景和实际使用价值非常高。关键词：机器视觉；图像处理；体征测量；特征点提取；嵌入式系统I内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractThedataofsheepbodysizeisoneofthemainparameterswhichgrazingsheepindustryconcerned，alsoisakeyindexofsheepbreedingandfeedingmanagement.Especiallyinsheepbreedingstation,bodyweight,bodyheigh

6、t,bodylength,hipwidthandotherbodysizedataareimportantindexforseedselection.Intheaspectofscientificbreeding，establishacorrespondinginformationdatabaseforeverysheepcouldprovideanaccurateprediction,soastoguidescientificbreedingforpasturebreeding，andtomaximizetheindustrialeconom

7、y.However，inthecurrentdomesticfarms，thetraditionalmeasurementtechniquesofsheepbodysizehasbeenseriouslyinconsistentwiththeneedsofourcurrentsociety.Manualgraphometer,caliper,tapeandotherequipmentformanualmeasurementarestillusedwidely，theworkloadofrecordingandprocessingmeasurem

8、entdatareliesonworkersisverylarge.Inviewofthelimitationofexistingpastureart