【正文】 如果獲得資助，我與本項(xiàng)目組成員將嚴(yán)格遵守學(xué)校的有關(guān)規(guī)定，在不影響課程學(xué)習(xí)的同時(shí)，保證項(xiàng)目研究工作的時(shí)間，并按計(jì)劃認(rèn)真開展研究工作， 在項(xiàng)目研究過程中或結(jié)束時(shí)，接受學(xué)校對(duì)本項(xiàng)目的中期 檢查和結(jié)題驗(yàn)收，并按時(shí)提交工作總結(jié)和結(jié)題報(bào)告。 五、經(jīng)費(fèi)預(yù)算 支 出 科 目 金 額 （元） 計(jì) 算 根 據(jù) 及 理 由 25 資料印刷 200 打印，復(fù)印文獻(xiàn)及資料下載，撰寫報(bào)告等 采集圖像 100 沖印照片 培訓(xùn)費(fèi) 500 對(duì)一些我們完全沒有涉及的知識(shí)的培訓(xùn) 數(shù)據(jù)庫軟件 50 管理其他數(shù)據(jù)文件 采購經(jīng)費(fèi) 200 采購制作及路途費(fèi)用 器材維護(hù) 200 儀器保養(yǎng)及維修 其他 200 總計(jì) 1450 注 :開支范圍詳見校教字（ 20xx） 134 號(hào)《南京農(nóng)業(yè)大學(xué) SRT 計(jì)劃項(xiàng)目管理辦法》文件的第十三條。 擬解決途徑 ☆ 加強(qiáng)對(duì) C++的自學(xué) ，必要時(shí)學(xué)校能夠提供針對(duì) C++的專業(yè)培訓(xùn)。 ☆ 缺少對(duì) C++更加深入精詳?shù)闹R(shí)儲(chǔ)備 。 團(tuán)隊(duì)力量 ☆ 小組成員具備較強(qiáng)的思維能力與動(dòng)手能力，對(duì)科研有著極強(qiáng)烈的興趣，具 有團(tuán)結(jié)和吃苦耐勞的精神。安老師有著豐富的教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及很強(qiáng)的科研實(shí)力，能有效指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行此項(xiàng)目的研究訓(xùn)練。 政策扶持 ☆ 學(xué)校大力支持并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科研及實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練活動(dòng)，并有專人負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)，匹配經(jīng)費(fèi)到位，配套扶持政策完善，能夠?yàn)閷W(xué)生實(shí)施訓(xùn)練項(xiàng)目創(chuàng)造良好的環(huán)境。 2. 已具備的條件、尚缺少的條件和擬解決的途徑（包括利用教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、科 研實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)基地等的計(jì)劃與落實(shí)情況） 已具備的條件 23 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 ☆ 學(xué)校具有豐富的實(shí)驗(yàn)材料和完整齊全的研究設(shè)備。 ☆ 20xx 年 3 月，我們就果樹主干及其支干的圖像信息提取作了詳細(xì)討論，并 積極收集資料，與導(dǎo)師交流，為今后的實(shí)驗(yàn)研究奠定基礎(chǔ)。 ☆ 20xx 年 9 月，我們進(jìn)行了數(shù)控車床實(shí)習(xí)，對(duì)簡單程序在實(shí)際生活中的應(yīng)用 具備了較為清晰地了解。 ☆ 20xx 年 27 月，我們 通過了計(jì)算機(jī)匯編語言的學(xué)習(xí)，并均已取得全國計(jì) 算機(jī)二級(jí)證書，能夠熟練使用 vc++編程軟件，進(jìn)行一些相關(guān)程序的編寫。 22 四、研究基礎(chǔ) 1. 與本項(xiàng)目有關(guān)的研究工作積累和已有的研究工作成績 ☆ 20xx 年至 20xx 年， 我們大部分成員學(xué)習(xí)了高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率統(tǒng) 計(jì)等課程， XXX 同學(xué)也于今年初通過了高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，并取得優(yōu)異成 績。 ☆ 根據(jù)試驗(yàn)的過程記錄和成果總結(jié)，撰寫試驗(yàn)的工作檢查表和結(jié)題報(bào)告。 5. 預(yù)期研究成果 ☆ 開發(fā)出了符合農(nóng)業(yè)機(jī)器人避障需要的應(yīng)用軟件，能夠很好地提取果樹枝干 信息進(jìn)行大量儲(chǔ)備，并應(yīng)用在實(shí)際工作中。 ☆ 20xx 年 4 月 與指導(dǎo)老師溝通，將研究成果和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，不斷修改調(diào)整，細(xì)微處略作修飾，以期得到與目標(biāo)匹配的自主研發(fā)軟件系統(tǒng)。提交《項(xiàng)目中期檢查表》等階段性研 究報(bào)告。分工明確。 ☆ 20xx 年 9 月 與指導(dǎo)老師詳細(xì)交流 ,確定正確的實(shí)施方案，著手查找各 21 類資料，動(dòng)手制作相關(guān)材料、工具，清理出可隨即投入使用的設(shè)備器材和實(shí)驗(yàn)室。 3. 項(xiàng)目研究計(jì)劃及預(yù)期進(jìn)展 ☆ 20xx 年 56 月 與指導(dǎo)老師交流溝通 ,確定正確的研究思路，明確自身的缺陷和不足，積極向相關(guān)老師和學(xué)長請(qǐng)教，確定實(shí)驗(yàn)中所需知 識(shí)儲(chǔ)備和相應(yīng)材料。 ☆選擇秋天進(jìn)行圖像采集，從而有效避免了果實(shí)和樹葉帶來的影響。 3. 本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處 ☆ 采用了單一研究方法，即只對(duì)樹木的主干和枝干的圖像進(jìn)行信息處理，而不是整棵樹。 ☆ 綜上所述 ,豐富的理論積累，雄厚的硬件支持，為本實(shí)驗(yàn)的 成功研究做足了準(zhǔn)備。 ☆ 實(shí)際方面：學(xué)校提供了獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室為我組成員的研究開辟良好環(huán)境，一定數(shù)目的資金支持為項(xiàng)目研究做好充足準(zhǔn)備，而現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備（數(shù)碼攝像機(jī)等）減少了額外成本開支。其次，我組成員經(jīng)過較為周密的準(zhǔn)備，在技術(shù)路線上已有充分考慮，實(shí)驗(yàn)方案明確，具有極大可能在該項(xiàng)目的實(shí)施上取得優(yōu)秀成績。 恢復(fù)遮擋樹枝 ☆ 在樹枝識(shí)別時(shí)由于遮擋等原因，有時(shí)會(huì)造成識(shí)別出的樹枝發(fā)生中斷的情況，由于前面有樹葉遮擋，從而使識(shí)別出的樹枝發(fā)生中斷，但某些區(qū)域的樹枝是實(shí)際存在的，機(jī)械手路徑規(guī)劃時(shí)將視此處為無樹枝狀態(tài)，若機(jī)械手從此處通過將與樹枝相碰，造成機(jī)械手的損壞，因此，必須恢復(fù)被遮擋的樹枝。但形態(tài)學(xué)方法只能修剪較短的分支 (不超過三個(gè)像素，即毛刺 )，本研究中樹枝骨架 19 的假分支大部分均超過 3 個(gè)像素，因此使用形態(tài)學(xué)修剪法不能去除“假分支”。 圖 c 細(xì)線化法提取區(qū)域骨架 骨架修剪 ☆ 通過細(xì)線化處理得到的樹枝骨架，雖然很好的保持了連接性，但當(dāng)樹枝區(qū)域邊緣不平滑時(shí)會(huì)產(chǎn)生“假分支”。 ☆ 運(yùn)用細(xì)線化方法提取上圖的區(qū)域骨架 ，提取結(jié)果如圖 c 所示。使獲得的細(xì)線能夠準(zhǔn)確代表對(duì)象物的形狀，細(xì)線化處理必須滿足以下要求： （ 1）線寬為一個(gè)像素；（ 2）細(xì)線位置基本處于原線寬的中心；（ 3）保持圖形的連接性不變，并且不能出現(xiàn)孔和點(diǎn)的新生或消失現(xiàn)象；（ 4）圖形端部基本不縮短。雖然距離變換法在本研究中不能很好的得到區(qū)域骨架，但得到的距離圖像卻能很好的反映樹枝的粗細(xì) (即樹枝半徑的大小 )，可用于本研 究后面確定樹枝的半徑。計(jì)算方法如下式： ? ???? ?? ????其他0 ,m a x 1,1,1,1, jijijijijijijiddddddd (7) ☆ 距離變換法根據(jù)距離圖像得到區(qū)域骨架點(diǎn)，由于每行 (或每列 )中距離最大的點(diǎn)僅與其邊緣有關(guān)，故相鄰兩行 (或兩列 )的骨架點(diǎn)位置關(guān)系并沒有必然的聯(lián)系，當(dāng)邊緣不光滑或者區(qū)域?qū)挾劝l(fā)生突變時(shí)，會(huì)造成連續(xù)區(qū)域檢測到的骨架點(diǎn)不連續(xù)的情況。 是從左上部鄰域中求得的局部最短距離值，再加入右下部局部鄰域的運(yùn)算，最終完成距離變換，得到距離圖像。由于 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為第 2 次運(yùn)算結(jié)果。 為第 2 次掃描前的像素值， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。第 2 次采用逆向掃描進(jìn)行運(yùn)算，設(shè) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 的計(jì)算方法如式 (5)所示。順向掃描時(shí)，像素點(diǎn)的 4 個(gè)鄰點(diǎn)中只有兩個(gè)已完成距離運(yùn)算，故只能進(jìn)行以局部鄰域?yàn)榛A(chǔ)的距離運(yùn)算。 為原圖像像素值， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。如式 (4)所示。兩點(diǎn) ( jif, 與nmf, 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ☆ 通過距離變換得到用距離值來表示的圖像稱為距離圖像。它可以表示為： )()( 0 ASAS nKn?? ? (1) 式中的 )(ASn 稱為骨架子集，可寫成： ])[()()( BnBAnBAAS n ????? (2) 其中 B 為正方形結(jié)構(gòu)元素， (1)式中的 K 代表將 A 腐蝕成空集前的最后一 次迭代次 數(shù)，即 })(|{ ???? nBAnM A XK (3) ☆ 形態(tài)學(xué)骨架提取實(shí)例圖如圖 a 所示，由圖可知，形態(tài)學(xué)提取法實(shí)際上是 將各個(gè)部分的骨架相加，這種方法不能保證骨架的連接性，當(dāng)骨架區(qū)域?qū)? 度發(fā)生突變或區(qū)域邊緣的光滑時(shí)會(huì)造成對(duì)連續(xù)區(qū)域識(shí)別出的骨架不連續(xù)。 形態(tài)學(xué)方法 ☆形態(tài)學(xué)法是利用一個(gè)正方形的結(jié)構(gòu)元素腐蝕待處理區(qū)域，將各個(gè)腐蝕到空集之前的最后一次腐蝕的結(jié)果相加，即得骨架。從 1967年 Blum等首先用中軸表示連續(xù)平面上圖形以來，有許多骨架求解算法產(chǎn)生，可歸納 為骨架子化算法和細(xì)化算法兩種類型。骨架是對(duì)象物的核心部分，不同形 狀的對(duì)象物就有不同的骨架。根據(jù)這一思想，本研究首先提取樹枝區(qū)域骨架（