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玉米籽粒姿态识别算法研究及提取分拣平台软件设计

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玉米籽粒姿态识别算法研究及提取分拣平台软件设计

作者：郑雅心哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着图像处理技术的发展,基于图像的姿态识别技术也日益应用在了农业生产自动化之中,但在实际使用时如何找到适合的识别方案一直是一个难题。通过本文提出的方案对籽粒的姿态进行识别,既可以知道籽粒所处的位置、角度、状态,又可以根据... 详细信息

随着图像处理技术的发展,基于图像的姿态识别技术也日益应用在了农业生产自动化之中,但在实际使用时如何找到适合的识别方案一直是一个难题。通过本文提出的方案对籽粒的姿态进行识别,既可以知道籽粒所处的位置、角度、状态,又可以根据不同的姿态进行分别的处理,这对于整体的籽粒分类拾捡有不可忽视的作用。与此同时,还可以避免基因刀因为不清楚籽粒状态而破坏胚芽,从而影响种子发育的情况。首先,本文以个体差异较大的玉米籽粒作为研究对象,经过分析对比多种比较常见的识别方案最终选取单独分析的基于几何原理的识别方案。接下来,通过一系列的优化过程来提高算法的识别效果和计算效率。同时,还考虑与外界无关因素对识别效果所可能产生的影响,并尽力进行去除。最终,得到了一个可以达到实际使用要求的基于几何原理的姿态识别算法。本文还对提取分拣平台进行了设计和流程搭建。在识别算法的工业化过程中需要对整体提取分拣平台的流程和架构有一个清楚的把握,才可以对算法进行合理的应用。在此过程中,由于还涉及到玉米籽粒的存取和籽粒信息的存取过程,故还会设计到平台相关的立体库和数据库的结构设计。在对整体的架构流程进行设计的过程中,不仅可以更好的对识别算法进行深入了解分析,还可以解决工业自动化过程中籽粒和数据信息的存取问题。如果想要真正的使用提取分拣平台还需要对服务器的软件平台进行设计和应用,实现用户登录、数据文件交互、数据库操作等功能。本文设计了一种服务器设计方案,既可以和提取分拣平台工作过程匹配,实现工业过程中的数据交互等要求,也可以自动的对数据库进行操作,从而实现籽粒信息的自动更新,使得我们在后期玉米籽粒育种过程可以更加方便和智能。我们是一个农业大国,如何更加有效和智能自动地进行育种一直是个焦点问题。本文所设计的姿态识别算法可以自动调整籽粒角度,使其对准基因刀来获得籽粒的基因信息,从而让籽粒种植者可以根据情况选择合适的籽粒进行培育。设计的提取分拣平台及相应的服务器软件,可以让识别算法得以很好的实现从籽粒获取到根据基因信息特性分类育种整个拾捡过程的自动化,也使得籽粒的特性得以发扬,可以得到更加高产高质的种子和农业产品,从而使得我们的农业进程得以加快。

关键词：姿态识别几何原理图像处理服务器搭建

基于计算机视觉的人体运动检测与姿态识别的算法研究

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基于计算机视觉的人体运动检测与姿态识别的算法研究

作者：胡洋河北工业大学

学位级别：硕士

人体运动检测与姿态识别是直接利用计算机分析和处理视频的视觉信息,检测出视频中的运动人体及姿态,并描述和表达出姿态所要传达的信息和目的。随着计算机技术和信息技术的发展,社会需要更高要求的视频分析,希望通过计算机对视频的分析... 详细信息

人体运动检测与姿态识别是直接利用计算机分析和处理视频的视觉信息,检测出视频中的运动人体及姿态,并描述和表达出姿态所要传达的信息和目的。随着计算机技术和信息技术的发展,社会需要更高要求的视频分析,希望通过计算机对视频的分析可以直接获得人体姿态信息。因其对人类视觉系统更深层的理解,人体姿态研究是计算机视觉领域中最终要实现的关键技术之一。本文以室内环境中运动的人体目标为研究对象,利用静止的摄像机采集带有运动人体目标的视频。首先,在图像预处理基础之上,深入研究运动目标检测方法。针对传统混合高斯模型(GMM)在检测时产生拖影现象及算法性能差等缺点,本文提出一种融合朗斯基函数以及帧间差分法的GMM算法。该改进算法增加了模型参数更新条件,通过朗斯基矩阵行列式判断相邻像素间空间域相关性,以此改进模型参数更新机制;同时利用帧间差分法对运动物体轮廓的灵敏性,取两者布尔或运算结果完善目标轮廓。其次,在人体姿态识别方法研究方面,本文提出一种基于多特征融合及图像相似度的人体姿态识别算法,利用双阈值分割算法提取前景目标,并从归一化后的前景目标中提取及建立人体姿态模型,包括人体八星模型的局部轮廓极点距离特征、局部轮廓极点角度特征以及离心率等多特征。最后,采用基于支持向量机(SVM)的模板匹配法对姿态的多特征进行学习和训练,并通过相邻两帧图像相似度对SVM的分类结果进行二次人体姿态分类,增加识别过程中相邻帧之间的关联程度。本文建立了完善的测试系统,分别对标准视频库与自建视频库进行测试。实验结果表明本文中改进的人体目标检测算法可以有效地抑制拖延拖影现象,并提高算法检测性能;且人体姿态识别算法计算复杂度小,克服了以单帧的分类结果为最终识别结果的局限性与不确定性,增加了识别过程中相邻视频帧之间的关联程度,在保障实时性的同时,提高了姿态识别的准确率。

关键词：运动目标检测 GMM 姿态识别多特征融合 SVM

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基于BP神经网络的老年人姿态识别算法研究

基于BP神经网络的老年人姿态识别算法研究

作者：商业东北大学

学位级别：硕士

人口的老龄化是一种全球性的发展趋势,越来越多的老年人需要得到照顾,而护理人员的数量远小于日益增长的老年人的数量,使老年人监护引起了众多专家学者的关注。姿态识别作为老年人监护的一个重要方向,具有重要的理论意义和现实价值。本... 详细信息

人口的老龄化是一种全球性的发展趋势,越来越多的老年人需要得到照顾,而护理人员的数量远小于日益增长的老年人的数量,使老年人监护引起了众多专家学者的关注。姿态识别作为老年人监护的一个重要方向,具有重要的理论意义和现实价值。本文介绍了老年人姿态识别的研究现状,系统地分析了基于传感器的姿态识别技术、常见姿态识别算法及算法性能评价指标。针对传统的姿态识别系统中使用单个或者多个单一类型的传感器,导致姿态识别的类型较少以及精度不高的问题,提出了使用异构传感器的老年人姿态识别系统。由于实际实验中发现阈值分类器多阂值的选择较为困难且对不同志愿者的姿态识别的适应性较差,正确率低。在系统数据处理过程中,详细给出了特征提取、归一化、数据分集等数据预处理步骤,提出了基于BP神经网络的姿态识别算法,有效地避免了阈值法存在的问题。针对部分系统放置在老年人身上用来发送传感器采集的数据的硬件节点体积相对较大,携带不便,影响了老年人的正常活动的问题,设计了节点微型化的无线传感器网络老年人姿态识别系统的解决方案,详细给出了系统的结构以及硬件设计和软件流程,搭建了姿态识别算法的实现平台。基于上述平台,采集了10个志愿者共近3万个姿态数据,分别测试了阈值法和基于BP神网络的姿态识别算法进行测试,测试结果表明在老年人姿态识别中两种算法均可以识别出站、坐、走、跌四种姿态,但是阈值法的平均正确率只有39.6%,本文所提出算法的平均正确率达98.5%。

关键词：老年人监护姿态识别无线传感器网络 BP神经网络

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基于姿态识别老人监护系统的设计与实现

基于姿态识别老人监护系统的设计与实现

作者：姚旭北京工业大学

学位级别：硕士

随着科技的发展和计划生育的实施，目前中国老年人口已经到达12%，宣告进入“高龄化社会”，因此必然会非常依赖健康照护服务人力。然而人力资源越来越匮乏，对于老年人健康的改善，健康的评估，及健康的照护就需要有创新的方法，并且... 详细信息

随着科技的发展和计划生育的实施，目前中国老年人口已经到达12%，宣告进入“高龄化社会”，因此必然会非常依赖健康照护服务人力。然而人力资源越来越匮乏，对于老年人健康的改善，健康的评估，及健康的照护就需要有创新的方法，并且结合科技的辅助来完成。本课题将致力于通过加速度传感器实现对使用者每天的姿态进行记录和评估。另外，本系统还实现了跌倒监测的功能。整个系统包括主控嵌入式系统模块、传感器模块、Android手机模块和计算机端的姿态识别系统。其中主控模块主要完成：对各个传感器模块和蓝牙模块初始化和驱动，跌倒的识别和跌倒发生时角度的计算，还负责在紧急情况发生时向Android手机发送指令。Android手机模块将完成数据的储存，并在紧急情况发生时通过短信的方式发出报警。传感器模块主要完成对身体各种姿态提供原始数据的工作。本文完成了整套系统各个模块的功能，主要的研究内容是：首先，本课题开发了底层的硬件平台。解释了芯片的选择，初始化和驱动加速度传感器，通过蓝牙模块与Android手机进行通信，设计并完成将9个传感器装置在身体特定的位置。其次，本课题提出了一种新的适合在单片机上实现的跌倒监测算法，并且取得了很好的实验效果。此外，发挥了本文多个加速度传感器的优势，在识别出跌倒发生之后进一步判断身体姿态，得到了比以往只使用单一传感器的研究在误判和漏判之间更好的平衡点。再次，本文开发了一套适合在单片机上实现的三维空间角度计算方法。CORDIC算法可以通过简单的加减法和移位操作实现对一个二维空间角度的计算工作。经过对CORDIC算法的仔细学习，发现应用两次CORDIC算法可以实现对一个三维空间角度的计算。经过在逻辑分析仪上的测试，可以看出本文提出的算法在计算精度和运算时间方面都有很好的实验结果。最后设计了计算机上的姿态识别系统。整套识别系统在两个平台完成：vs2008和Matlab。首先，在Matlab平台上利用RBF神经网络实现对：站、坐、卧和步行的识别。剩余的识别工作全部在vs2008上完成，包括：步数的计算，双腿的平衡性，腰部姿态的监测等等。

关键词：嵌入式加速度传感器 Android 姿态识别

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动态目标姿态识别技术研究

动态目标姿态识别技术研究

作者：赵婷沈阳理工大学

学位级别：硕士

本文主要研究基于图像处理的运动目标姿态识别技术方法。目标识别在军事、自动化、民用领域方面等都有广泛的应用前景,如空中目标的预警防御和攻击、空中交通监控等。而运动目标检测是利用数字图像处理技术获得准确的运动目标,特征提取... 详细信息

本文主要研究基于图像处理的运动目标姿态识别技术方法。目标识别在军事、自动化、民用领域方面等都有广泛的应用前景,如空中目标的预警防御和攻击、空中交通监控等。而运动目标检测是利用数字图像处理技术获得准确的运动目标,特征提取是目标识别的一个重要环节。其中,特征提取的有效程度直接影响到目标识别的准确度,而且,分类器的选择和参数优化对识别精度也有很大的影响。本文主要研究了天空中简单背景下飞机目标的检测与识别方法。文章首先探讨了小波和小波包的基本原理,鉴于天空中的运动目标易受外界噪声干扰等因素的影响,选取了一种针对性的解决方案。和传统的Canny算子边缘检测方法相比,提出了小波包Symlet函数和基于局部统计的可变阈值相结合的边缘检测方法,可以有效的提取出图像细小边缘特征,并对其进行二值化处理。然后使用改进的光流法通过分析连续两帧飞机图像,来获得光流场,从而检测出飞机目标的运动区域。研究中考虑到飞机目标的中心、尺寸、形状特征、机长翼展比、同底三角形面积比等不同几何特征,文中提取飞机目标相对应的特征构建特征向量,基于该特征向量分别利用k-近邻、贝叶斯、线性判别分析和支持向量机来对飞机目标进行训练从而获得稳定的模型,然后对飞机目标进行分类识别,验证了基于核函数的支持向量机提取特征向量的有效性。最后使用霍夫变换的线检测来检测机轴的位置,从而确定飞机在二维空间中的姿态变化。仿真结果表明,文中提出的小波包Symlet函数和局部阈值相结合的边缘检测方法能有效地提取出图像细小边缘特征,改进的光流法对于运动目标的检测具有较好的检测率,并且基于核函数的支持向量机分类对于提取出的几何特征向量也有较高的识别率。

关键词：图像预处理特征提取目标检测分类识别姿态识别

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基于RFID的人员基本姿态识别

信息技术 2020年第4期44卷 134-138页

作者：潘锋四川信息职业技术学院四川广元628040

与使用惯性传感器和无线传感器的传统方法相比,非接触式方法不需要人员携带设备,并且现在这种方法被认为是一种有效的室内导航和姿态识别方法。但是目前,只有很少的一些方法能够实现对室内人员姿态的判定。文中提出了一种基于RFID的人... 详细信息

与使用惯性传感器和无线传感器的传统方法相比,非接触式方法不需要人员携带设备,并且现在这种方法被认为是一种有效的室内导航和姿态识别方法。但是目前,只有很少的一些方法能够实现对室内人员姿态的判定。文中提出了一种基于RFID的人员姿态判定方法,该方法主要是利用电磁波信号在传播过程中的变化,结合无线层析图像技术,重构人员在空间中的图像,达到对人员姿态的判断。实验表明,文中提出的判断方法准确度在90%以上。

关键词：物联网无源感知姿态识别无线射频信号强度

基于MEMS传感器的无线人体姿态识别系统设计及应用

维普期刊数据库

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基于MEMS传感器的无线人体姿态识别系统设计及应用

作者：张佳东电子科技大学

学位级别：硕士

随着航天事业的发展,操作员需要控制空间机器人完成复杂精细的操作任务,空间机器人的人机交互方式至关重要,它的好坏直接影响着空间机器人的可用性和效率。在未来复杂航天任务需求的牵引下和先进电子信息技术的支撑下,空间机器人的人机... 详细信息

随着航天事业的发展,操作员需要控制空间机器人完成复杂精细的操作任务,空间机器人的人机交互方式至关重要,它的好坏直接影响着空间机器人的可用性和效率。在未来复杂航天任务需求的牵引下和先进电子信息技术的支撑下,空间机器人的人机交互系统的研发将更加深入,具有很好的应用前景。本文课题来源项目旨在研究空间机器人的人机交互方式,为了在实验室完成该项研究,本文将主要的研究内容的应用基于虚拟机械臂展开。本文主要设计并实现了基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)传感器的无线人体姿态识别系统,该系统采用传感器技术及无线通信技术,具有成本低、易于操作、精度高等优点。本论文论述了虚拟机械臂的设计和开发过程,为项目研究提供了一个友好而开放的可视化平台。在此基础上,将无线人体姿态识别系统应用于虚拟机械臂的控制。论文主要研究内容和作者工作如下:1、设计并实现了无线人体姿态识别系统。该系统主要包括主控制器、人体姿态采集模块以及无线传输模块。该系统可完成对操作员人体姿态的采集、处理、识别,并通过无线方式完成与PC机的通信,PC可接收到最终的人体姿态识别的结果。2、针对陀螺仪传感器信号的随机漂移误差,本文对陀螺仪传感器信号随机误差建立了时间序列模型并进行了卡尔曼滤波器的滤波处理。设计融合角速度信号及加速度信号求解姿态角的算法,保证了解算出姿态角的准确性。3、基于姿态角的变化定义了操作员右臂的六个人体姿态动作;根据操作员在执行这六个动作过程中姿态角的变化特性,定义了与虚拟机械臂的控制方式,并且设计了识别算法;实现了操作员通过右臂动作控制虚拟机械臂的目的。4、设计了基于MFC框架和OpenGL图形库的虚拟机械臂。虚拟机械臂可相应完成操作员右臂的六种动作。在此基础上通过实验验证了本文所述的系统应用于虚拟机械臂控制的自然性、可靠性。本文主要贡献如下:充分利用人体姿态信息作为控制的输入,使得交互更加自然和高效;所研究的内容在虚拟环境中得到了验证,保证了交互的安全性和可靠性,为进一步研究与真实的空间机器人的人机交互奠定了基础。

关键词：姿态识别陀螺仪传感器加速度传感器虚拟现实

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基于胚部区域特征的麦粒姿态自动识别

农业工程学报 2014年第14期30卷 163-169页

作者：张红涛毛罕平剧森张晓东张恒源华北水利水电大学电力学院郑州450011 江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室镇江212013

麦粒姿态的自动判别,是近红外高光谱成像系统自动检测多姿态麦粒内部虫害的前提。依据麦粒目标在最优波长图像中的坐标、重心等信息,从高光谱数据立方体中自动分割出单个完整麦粒的子图像。利用麦粒胚部端粗糙度较大的原理,依据纹理、... 详细信息

麦粒姿态的自动判别,是近红外高光谱成像系统自动检测多姿态麦粒内部虫害的前提。依据麦粒目标在最优波长图像中的坐标、重心等信息,从高光谱数据立方体中自动分割出单个完整麦粒的子图像。利用麦粒胚部端粗糙度较大的原理,依据纹理、不变矩、均值等13个可能胚部区域特征的判别正确率,确定不变矩4为判别麦粒胚部区域的有效特征。针对麦粒胚部区域,提取梯度图像和二值图像的26个特征,利用人工鱼群算法选择出延伸率、胚部区域对称度、延伸率等13个特征。选取1 200个样本进行训练,600个样本进行检验,利用最大离差法自动确定13个特征的模糊权重,麦粒3个姿态可拓分类的正确识别率为94.5%,证实了基于局部区域特征的麦粒姿态自动识别的可行性。

关键词：粮食近红外光谱算法仓储害虫局部特征麦粒姿态识别

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基于路径优化的动态人体姿态识别方法研究

基于路径优化的动态人体姿态识别方法研究

作者：陈芙蓉辽宁师范大学

学位级别：硕士

人类作为社会环境的主体,包含着丰富多样的交互行为信息,人体姿态行为研究蕴藏着极其深刻的社会价值和应用价值。尤其,随着三维扫描技术的推广,人体三维模型的数量日益暴增,而且,在运动仿真、娱乐影视、高级人机交互等领域中得到了越来... 详细信息

人类作为社会环境的主体,包含着丰富多样的交互行为信息,人体姿态行为研究蕴藏着极其深刻的社会价值和应用价值。尤其,随着三维扫描技术的推广,人体三维模型的数量日益暴增,而且,在运动仿真、娱乐影视、高级人机交互等领域中得到了越来越广泛的应用。因此,如何高效、准确的提取三维人体结构信息实现模型的分析与重用已成为重要科研内容。开发有效的人体三维结构特征提取方法更成为进一步深入研究人体行为的基础工作。通过已提取的结构特征实现人体姿态的匹配可以更好的理解模型行为,在运动分析、人体模型检索、人机交互等方面具有很强的实用性。针对传统二维骨架特征提取算法存在提取骨架结构不够准确,不能普适用于多样化的人体姿态全局性,本文提出一种基于骨架模型提取的动态路径优化的人体姿态识别方法,实现了高效、精准的识别人体姿态行为,为之后的人体模型压缩、检索、仿真等领域的应用打下了基础。本文主要工作有:1.首先通过关节点标定以及动作捕捉设备,实时获取三维人体动作姿态序列。2.依据数据的空间性与时序性,引入DTW(动态时间规整)与ICP(迭代最近点算法)匹配算法,实现待测模型与样本数据的相似度计算,建立动作序列的相似矩阵,从而确定动态优化匹配路径;3.最终通过计算动作序列的整体相似性,实现人体姿态的行为分析。一系列的实验结果验证了本方法的稳定性与高效性。

关键词：人体模型路径优化匹配矩阵姿态识别