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Obstacle avoidance transplanting method on kinect visual processing

International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2021年第5期14卷 72-78页

作者： Xin Jin Ruoshi Li Jiangtao Ji Yanwei Yuan Mingyong Li College of Agricultural Equipment Engineering Henan University of Science and TechnologyLuoyang 471003HenanChina Collaborative Innovation Center of Machinery Equipment Advanced Manufacturing of Henan Province Luoyan 471003HenanChina Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences Beijing 100020China

In modern facility agriculture,to improve the quality and efficiency of transplanting,the application of transplanting robots based on visual processing is becoming more and more *** order to reduce the damage to plants during the transplanting process and reduce the damage rate of plant stems,leaves and substrates,a transplanting method based on kinect visual processing combined with an inclined transplanting manipulator was *** the research,the kinect visual processing was used to obtain and process the seedling height information and leaf edge information,and the working coordinate system of the transplanting manipulator was established and applied to plan the obstacle avoidance *** with the oblique manipulator,the obstacle avoidance transplanting method was *** the structural design and force analysis of the seedling transplanting device,the key parameters that affect the transplanting quality were obtained,and the optimal transplanting performance parameters were obtained through *** the experiment,with the aid of the kinect vision processing system,the designed obstacle avoidance transplanting manipulator had a leaf damage degree of 4.70%,a stem bending rate of 16.67%,substrate integrity of 83.45%and a transplanting quality parameter of 87.36%.The time for a single seedling transplanting was(8.32±0.40)*** experiment result proves that the obstacle avoidance transplanting method based on kinect visual processing can effectively reduce the damage to seedlings when ensuring the transplanting efficiency.

关键词： kinect vision processing oblique-type transplanting robot path planning obstacle avoidance

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Study of rapid face modeling technology based on kinect

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International Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing 2018年第1期9卷 17-34页

作者： Shan Liu Guanghong Gong Luhao Xiao Mengyuan Sun Zhengliang Zhu School of Automation Science and Electrical Engineering Beihang University Beijing P.R.China

This paper improves the algorithm of point cloud filtering and registration in 3D modeling,aiming for smaller sampling error and shorter processing time of point cloud *** on collaborative sampling among several kinect devices,we analyze the deficiency of current filtering algorithm,and use a novel method of point cloud ***,we use Fast Point Feature Histogram(FPFH)algorithm for feature extraction and point cloud *** with the aligning process using Point Feature Histograms(PFH),it only takes 9min when the number of points is about 500,000,shortening the aligning time by 47.1%.To measure the accuracy of the registration,we propose an algorithm which calculates the average distance of the corresponding coincident parts of two point clouds,and we improve the accuracy to an average distance of *** the surface reconstruction section,we adopt Ball Pivoting algorithm for surface reconstruction,obtaining image with higher accuracy in a shorter time.

关键词： kinect filtering point cloud registration surface reconstruction

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基于移动kinect的低成本植物三维结构表型分析

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光谱学与光谱分析 2020年第8期40卷 2352-2357页

作者：孟祥爽林沂北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所北京100871

表型分析对于理解植物基因型与环境之间的关系非常重要,开发高效且成本低的相关技术是精准农业等领域的一项典型需求。其中,代表性的RGB-D设备kinect已用于植物表型分析,但其应用潜力尚未被充分挖掘。本文首先梳理比较了kinect表征三维... 详细信息

表型分析对于理解植物基因型与环境之间的关系非常重要,开发高效且成本低的相关技术是精准农业等领域的一项典型需求。其中,代表性的RGB-D设备kinect已用于植物表型分析,但其应用潜力尚未被充分挖掘。本文首先梳理比较了kinect表征三维结构的三种原理方式,即点云基于深度图像(DI)生成,通过运动恢复结构(SfM)从彩色图像获得,以及合并DI和SfM点云生成融合数据(MD),并以FARO X330激光扫描仪获取的基准数据评估三种方式的性能。以植物玉簪为例的分析结果表明,对叶面积的估算DI点云的准确度最高,对叶片圆形度和偏心率的反演MD点云表现最佳,对叶倾角的反演SfM点云的性能最好。三种方式的结果差异源于它们表征不同结构的表现不同,对于叶面积的反演, SfM表征叶片相对不完整,而MD重建叶片的边缘存在不平滑的现象,导致两者精度不足;对于表征叶片的几何特征,通过合并DI和SfM数据生成的MD点云实现了信息增强的效果,使得其表现优于DI和SfM点云;叶倾角对深度测量的准确性更敏感,由于kinect测量深度过程中通常存在误差,导致DI和MD点云反演精度偏低,而SfM点云仅通过彩色图像生成,因此其表现出反演叶倾角的最佳性能。性能比较与原因分析表明,三种方式对不同的结构特征有不同的适用空间,它们的集成有助于提升kinect用于植物表型分析的整体性能,由此形成一种基于kinect的移动表型高效分析技术;此外,提出的叶片几何描绘(LGD)模型可较好拟合叶片轮廓,有助于恢复部分被遮挡叶片的几何形态。提出了一种基于kinect的低成本但高效的移动型三维植物结构表型分析技术,这对于促进作物监控、农业增产等有基础技术意义。

关键词：植物表型分析点云结构参数提取 kinect LiDAR

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Mouse simulation in human-machine interface using kinect and 3 gear systems

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International Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing 2014年第4期5卷 36-48页

作者： Yingnian Wu Guojun Yang Lin Zhang School of Automation Science and Electrical Engineering BeiHang University Beijing100191China School of Automation Beijing Information Science&Technology University Beijing 100192China

We never stop finding better ways to communicate with *** interact with computers we tried several ways,from punched tape and tape reader to QWERTY keyboards and command lines,from graphic user interface and mouse to multi-touch *** way we communicate with computers or devices are getting more direct and *** this paper,we give gesture mouse simulation in human–computer interface based on 3 Gear Systems using two kinect *** kinect sensor is the perfect device to achieve dynamic gesture tracking and pose *** hope the 3 Gear Systems can work as a mouse,to be more specific,use gestures to do click,double click and *** use Coordinate Converting Matrix and Kalman Filter to reduce the shaking caused by errors and makes the interface create a better user *** the future of human-computer interface is discussed.

关键词： Mouse simulation kinect human-machine interface gesture recognition

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kinect获取植物三维点云数据的去噪方法

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农业机械学报 2016年第1期47卷 331-336页

作者：何东健邵小宁王丹胡少军西北农林科技大学机械与电子工程学院杨凌712100 西北农林科技大学信息工程学院杨凌712100

为解决kinect获取的玉米三维点云数据噪声影响三维重建精度的问题,根据kinect所获取的点云数据特点,采用多帧数据融合的方法获取更完整的三维点云数据并对点云数据进行初步平滑;通过对kinect所获数据噪声进行分析,提出了一种基于密度分... 详细信息

为解决kinect获取的玉米三维点云数据噪声影响三维重建精度的问题,根据kinect所获取的点云数据特点,采用多帧数据融合的方法获取更完整的三维点云数据并对点云数据进行初步平滑;通过对kinect所获数据噪声进行分析,提出了一种基于密度分析和深度数据双边滤波的方法,分别对离群点噪声和内部高频噪声进行处理。以kinect获取的玉米及茄子的三维点云数据进行去噪实验,所用去噪时间仅为传统双边滤波去噪时间的2.71%和1.78%,并且能够达到很好的去噪效果。结果表明,所提方法能够方便、快捷地去除不同尺度的噪声,同时保留边缘数据的完整性,获得良好的植物三维点云数据。

关键词：植物三维点云 kinect 去噪双边滤波

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基于极线及共面约束条件的kinect点云配准方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2017年第9期42卷 1271-1277页

作者：叶勤姚亚会桂坡坡同济大学测绘与地理信息学院上海200092

kinect作为轻量级手持传感器,在室内场景恢复与模型重建中具有灵活、高效的特点。不同于大多数只基于彩色影像或只基于深度影像的重建算法,提出一种将彩色影像与深度影像相结合的点云配准算法并用于室内模型重建恢复,其过程包括相邻帧... 详细信息

kinect作为轻量级手持传感器,在室内场景恢复与模型重建中具有灵活、高效的特点。不同于大多数只基于彩色影像或只基于深度影像的重建算法,提出一种将彩色影像与深度影像相结合的点云配准算法并用于室内模型重建恢复,其过程包括相邻帧数据的配准与整体优化。在kinect已被精确标定的基础上,将彩色影像匹配得到的同名点构成极线约束与深度图像迭代最近点配准的点到面约束相结合,以提高相邻帧数据配准算法的精度与鲁棒性。利用相邻4帧数据连续点共面约束,对相邻帧数据配准结果进行全局优化,以提高模型重建的精度。在理论分析基础上,通过实验验证了该算法在kinect Fusion无法实现追踪、建模的场景中鲁棒性依然较好,点云配准及建模精度符合kinect观测精度。

关键词： kinect 极线约束点面约束四点共面

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INPAINTING ALGORITHM FOR kinect DEPTH MAP BASED ON FOREGROUND SEGMENTATION

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Journal of Electronics(China) 2014年第1期31卷 41-49页

作者： Zhao Bing An Ping Liu Chao Yan Jichen Li Chunhua Zhang Zhaoyang Key Laboratory of Advanced Displays and System Application Ministry of Education School of Communication and Information Engineering Shanghai University College of Information Science and Engineering Hebei University of Science and Technology

The depth information of the scene indicates the distance between the object and the camera,and depth extraction is a key technology in 3D video *** emergence of kinect makes the high resolution depth map capturing ***,the depth map captured by kinect can not be directly used due to the existing holes and noises,which needs to be *** propose a texture combined inpainting algorithm in this ***,the foreground is segmented combined with the color characteristics of the texture image to repair the foreground of the depth ***,region growing is used to determine the match region of the hole in the depth map,and to accurately position the match region according to the texture *** the match region is weighted to fill the ***,a Gaussian filter is used to remove the noise in the depth *** results show that the proposed method can effectively repair the holes existing in the original depth map and get an accurate and smooth depth map,which can be used to render a virtual image with good quality.

关键词： Stereo video Depth map inpainting kinect

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Using kinect for real-time emotion recognition via facial expressions

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Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 2015年第4期16卷 272-282页

作者： Qi-rong MAO Xin-yu PAN Yong-zhao ZHAN Xiang-jun SHEN Department of Computer Science and Communication Engineering Jiangsu University

Emotion recognition via facial expressions （ERFE） has attracted a great deal of interest with recent advances in artificial intelligence and pattern recognition. Most studies are based on 2D images, and their performance is usually computationally expensive. In this paper, we propose a real-time emotion recognition approach based on both 2D and 3D facial expression features captured by kinect sensors. To capture the deformation of the 3D mesh during facial expression, we combine the features of animation units （AUs） and feature point positions （FPPs） tracked by kinect. A fusion algorithm based on improved emotional profiles （IEPs） arid maximum confidence is proposed to recognize emotions with these real-time facial expression features. Experiments on both an emotion dataset and a real-time video show the superior performance of our method.

关键词： kinect Emotion recognition Facial expression Real-time classification Fusion algorithm Supportvector machine (SVM)

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基于kinect v2的实时精确三维重建系统

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软件学报 2016年第10期27卷 2519-2529页

作者：李诗锐李琪李海洋侯沛宏曹伟国王向东李华中国科学院计算技术研究所智能信息处理重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100190 国家体育总局体育科学研究所北京100061

快速、低成本、精确的三维扫描技术一直是计算机视觉领域研究的热点.首先,分析了新一代kinect v2(kinect for Windows v2 sensor)的技术参数、测量原理.设计实验测得其深度精度与测量距离呈线性变换关系.其次,kinect v2深度数据含有大... 详细信息

快速、低成本、精确的三维扫描技术一直是计算机视觉领域研究的热点.首先,分析了新一代kinect v2(kinect for Windows v2 sensor)的技术参数、测量原理.设计实验测得其深度精度与测量距离呈线性变换关系.其次,kinect v2深度数据含有大量的噪声,尤其是在物体边缘,常用的双边滤波器等去噪算法不能很好地去除这些噪声,对此设计了一种有效的去噪算法,以提高重建质量.最后,实现了一套基于新一代kinect v2的重建系统.实验结果表明,该重建系统能够实时、精确地重建物体,可以广泛应用于低成本的快速三维成型.

关键词： ToF kinect 三维重建点云去噪点云配准

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基于kinect和金字塔特征的行为识别算法

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光电子．激光 2014年第2期25卷 357-363页

作者：申晓霞张桦高赞徐光平薛彦兵天津理工大学计算机视觉与系统省部共建教育部重点实验室天津市智能计算及软件新技术重点实验室天津300384

提出了一种基于kinect和金字塔特征的行为识别算法。在算法中,kinect不仅能够获得RGB信息,还能获得与RGB信息对应的深度信息;而金字塔特征不仅描述了人体行为的全局形状和局部细节信息,而且还描述了人体行为的空间信息。通过不同核函数... 详细信息

提出了一种基于kinect和金字塔特征的行为识别算法。在算法中,kinect不仅能够获得RGB信息,还能获得与RGB信息对应的深度信息;而金字塔特征不仅描述了人体行为的全局形状和局部细节信息,而且还描述了人体行为的空间信息。通过不同核函数的支持向量机(SVM)分类器在具有挑战性的DHA数据集的试验结果表明,金字塔特征在RGB和深度图上都能获得令人满意的性能,且当深度特征和RGB特征融合时,其性能获得了进一步的提高,识别率达到96.2%,远高于一些具有代表性的行为描述子。

关键词：行为识别金字塔特征 kinect 深度图支持向量机(SVM)

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