机器视觉与模糊决策在甘蔗种蔗识别机械化中的运用

追对广西等甘蔗种植区域、地块面积特点提出发展甘蔗预切种式种植机的总体方向;为克服人工切断与机器定长切断蔗种的不足,引入机器视觉技术与模糊决策对甘蔗种蔗进行茎节识别,最高识别率达93.33%,为甘蔗种植的机械化、精确化和智能化提供了理论依据。     

基于机器视觉的甘蔗种植机械化研究

分析了甘蔗种植机械化现状,阐述了机器视觉技术在甘蔗种植机械化中的意义,提出发展预切种式甘蔗种植机的总体方向,引入机器视觉技术实现蔗种自动识别与切断,克服人工切断与机器定长切断蔗种的不足,采用基于边缘拟合的算法识别甘蔗茎节正确率达80%,为甘蔗种植的精确化提供了思路。     

图像灰度统计梯度特性的甘蔗茎节识别研究

为实现机器智能切断出含有蔗芽的有效蔗种片段,引入图像识别技术识别甘蔗茎节.由甘蔗灰度图像的特点,结合人工识别的先验知识,统计分割有效甘蔗区域的RGB与HSV颜色空间各灰度分量,再经由各分量列灰度统计的梯度特性识别甘蔗茎节,6个颜色分量的识别效果排序为R→V →B→G→H→S,R分量获得最理想的效果,茎节的正确识别率达到了88％,为蔗种的精确切断提供了理论依据.     

智能甘蔗预切种工作站结构设计与切种精度分析

为提升甘蔗预切种种植的机械化程度,提高甘蔗预切种效率,降低蔗芽损失率,减少人工劳动强度,自主设计开发集甘蔗输送、蔗节智能识别、多刀协同切种等流程于一体的智能甘蔗预切种工作站,实现甘蔗自动协同切种工作。介绍智能甘蔗预切种工作站的输送系统、蔗节识别以及多刀数控协同切种等关键部件的结构设计及工作原理,重点对输送速度和黑箱照度对识别精度的影响,以及多刀切割工作台的定位精度等进行综合的分析。对拍照黑箱的识别精度试验研究表明,甘蔗横向传送速度和光照平均照度对蔗节识别精度具有显著影响,当甘蔗传送速度为0.1 m/s,光照平均照度为430.7 Lux时,识别精度较好,蔗节识别误差小于1.7 mm。通过对切种平台的定位精度试验分析,试验表明:6个移动切种工作台的横向直线移动运动的定位精度误差小于1.5 mm,重复定位误差为±0.2 mm;切种精度的综合误差小于3.4 mm,蔗节的相对综合误差小于5.67%,达到设计的预期目标,实现甘蔗智能横向多刀切种的功能。     

基于计算机视觉识别技术的甘蔗种植机械化研究

针对当前甘蔗种植机械化现状,优化机具设计,并应用计算机视觉识别技术,自动识别切种长度,预切甘蔗种,以便实现精密化、机械化的甘蔗种植。在计算机视觉识别技术支持下优化设计甘蔗种植设备,不仅可提升识别甘蔗茎节的正确率(提升80%),还可以提升甘蔗种植效益(提升20%),取得较好的经济效益。为此,设计了基于计算机视觉识别技术甘的蔗种植机械化设备,可提升甘蔗种植机械化水平,提高甘蔗预切种正确率,提升甘蔗机械化种植效益,产生积极影响。     

甘蔗机械种植不同下种模式的试验分析

<正>近几年,广西所推广应用的甘蔗种植机,都属实时切种作业方式,即开展种植作业时,种植机上的切种器将整杆甘蔗切成一定长度的蔗种段摆入开好的沟内。由于切种长度为固定值,切种器不能按甘蔗节长短进行切种长度调整,因而蔗种容易出现伤芽和切损等问题,造成后期出苗不均,解决方法主要是采用预切种作业方式,即作业前把蔗种进行切断和处理,但目前预切种式     

基于局部均值的甘蔗茎节识别

为实现甘蔗单芽段蔗种的自动切割,利用机器视觉技术识别甘蔗茎节。对甘蔗图像进行均值滤波处理,以处理后的甘蔗图像为基础,在其HSV颜色空间的H分量上进行阈值分割、数学形态学处理以及最大面积选择,提取中心坐标;再利用矩形模板在G-B色差分量图上以一定步长沿甘蔗中心横坐标移动,计算每一步所覆盖甘蔗的平均灰度值,找到最大平均灰度值对应的位置,最终确定甘蔗茎节位置。试验结果表明,在36组组合试验下,较优组合为:模板宽度为6、步长为6,其识别率为90.77%,平均时间为0.481 539s。     

基于机器视觉的甘蔗多刀切种装备设计与试验

针对目前甘蔗切种机伤芽率高、切种效率低的难题，设计了一台基于机器视觉的甘蔗多刀切种装备。装备采用传送链横向输送甘蔗，由相机采集整张甘蔗图像并识别茎节位置，根据农艺的要求确定双芽段蔗种切割点位置；上位机通过TCP通信将切割点位置发送给PLC,进而由PLC控制5把切刀横向定位及同步切割。由于装备的核心是采用机器视觉技术对甘蔗茎节进行识别，因而提出了一种基于机器视觉的甘蔗茎节实时识别新算法。试验结果表明：装备的茎节识别率为95.3%,切刀平均定位精度为0.07%,可满足优质双芽段蔗种的农艺需求。     

基于机器视觉的甘蔗茎节特征提取与识

为实现含有蔗芽的有效蔗种片段机器智能切断,引入机器视觉技术识别甘蔗茎节。以甘蔗图像HSV颜色空间的S分量经阈值分割、数学形态滤波处理作为模板,和H分量经阈值分割的反图像进行与运算得到合成图;将合成图划分为64个列块区域,提取质心比、粗度比和白点比等7个特征指标,再用支持向量机分类识别茎节与节间列块,得到茎节与节间的平均识别率为93.359%;对支持向量机分类出的茎节列块进行聚类分析,得到茎节数与位置的平均识别率分别为     

基于PLC的甘蔗预切种切割平台控制系统设计

甘蔗切种是甘蔗预切种种植模式下的极为重要工作过程,但在实际工作中,大部分仍然依靠人工手动切种,切种质量不高,蔗芽损失大,且劳动强度大,生产效率低。为解决此问题,自主开发预切式横向甘蔗智能切种机的数控切割工作台,通过PLC控制多把切刀在切割平台的横向移动,通过液压系统控制多把切刀的切割,经过对切刀定位精度试验分析,分析表明,该控制系统控制切刀定位的精度较高,每把切刀相对定位精度误差均小于0.6%,重复定位误差小于0.5%。研究结果对推进甘蔗预切种的开发,对促进甘蔗种植技术的发展有重要的应用价值。     

基于机器视觉的甘蔗茎节特征提取与识别

为实现含有蔗芽的有效蔗种片段机器智能切断,引人机器视觉技术识别甘蔗茎节.以甘蔗图像HSV颜色空间的S分量经阈值分割、数学形态滤波处理作为模板,和H分量经阈值分割的反图像进行与运算得到合成图;将合成图划分为64个列块区域,提取质心比、粗度比和白点比等7个特征指标,再用支持向量机分类识别茎节与节间列块,得到茎节与节间的平均识别率为93.359%;对支持向量机分类出的茎节列块进行聚类分析,得到茎节数与位置的平均识别率分别为94.118%,91.522%.     

基于图像处理的甘蔗茎节识别与定位

为实现含有蔗芽的有效蔗种片段机器智能切断,运用图像处理技术对甘蔗茎节进行识别定位。通过背景转换、灰度级变换、中值滤波和自动阈值获取甘蔗的二值化图像;采用阈值和孔洞填充实现甘蔗区域的分割,通过regionprops函数测定该区域的质心、倾角和等效长短轴长度;以分割后的甘蔗图像对二值化图像掩膜,得到含有茎节和干扰信息的图像;对该图像进行旋转,计算每列像素值之和,统计分析最大值所在列,并结合质心、等效长短轴得到茎节上下端点坐标;以倾角的度数进行反向旋转,最终得到茎节位置。试验结果表明:甘蔗茎节识别与定位方法处理速度快,茎节识别率高,左右端的定位误差分别小于0.9 mm和2.4 mm。     

预切式甘蔗横向种植机倾倒送料装置的试验研究

预切式甘蔗横向种植机集蔗系统出现的送料无序的问题,直接影响播种的均匀性和播种效率。为此,设计了一种预切式甘蔗种植机的倾倒送料装置,该装置可以通过旋转倾倒框来控制倾倒送料装置的角度,拉动抽板完成送料动作。通过动力学ADAMS软件对主要机构进行动力学仿真分析,结果显示:甘蔗能够较好地按照预期轨迹从倾倒送料装置中有序地掉落到集蔗箱内。通过进行单因素及正交试验,研究了甘蔗数量、倾倒箱与集蔗箱的水平距离、倾倒箱的倾倒角度、倾倒轴到倾倒箱前端面的距离和倾倒箱的导板角度5个因素对倾倒效果的影响,找出影响倾倒质量的因素。试验结果表明:最优参数组合为A3B3C2,即甘蔗数量为72根,倾倒角度为100°,倾倒轴到倾倒箱前端面距离为120mm。     

预切式甘蔗横向种植机供种装置的改进设计与试验研究

为实现甘蔗稳定有序供种,对现有预切种式甘蔗横向种植机供种装置进行了改进设计.通过对蔗种在供种过程中的运动进行分析,探究了供种的运动机理.运用Adams对蔗种的供种过程进行仿真虚拟试验分析,验证了改进后供种装置的可行性.通过进行单因素试验及正交试验,研究了蔗种数量、落种高度、偏移距离和开口角度4个因素对供种效果的影响,其...     

基于机器视觉的甘蔗切种装备设计与试验

为实现甘蔗单芽段蔗种的防伤芽与自动切割,设计了一种基于机器视觉的甘蔗切种装备。该装备利用橡胶滚轮夹持住甘蔗输送,由相机采集甘蔗图像并识别茎节,通过对茎节处的位置进行偏移,获得切割点的位置;上位机通过TCP通信将切割点位置发送给PLC,PLC通过控制切割部件和橡胶滚轮部件完成切割点的定位及切割动作,切割点距茎节的距离可调节。试验表明:装备对切割点的定位精度可达8mm,伤芽率为0,可满足单芽段优质蔗种的农艺需求。     

智能化电动甘蔗山地种植机的研究

为提高甘蔗种植机自动化水平、增加种植质量和降低种植费用,提出利用蓄电池作为甘蔗种植机的动力能源,运用MSC1210Y5单片机、电磁力和压力传感器,实行蔗种发放、基肥发放与开沟智能化控制,使蔗种与基肥发放均匀合理,蔗种摆布整齐有序,实现智能化甘蔗种植;并能让犁头避让石块等硬物,保护甘蔗种植机和蓄电池.实验表明,该智能化电动甘蔗山地种植机具有可靠性高、安全性高和灵活性强等优点.     

抓蔗机用推拉自动复位器

正随着农业生产的快速发展,农机产品的需求量大幅度增加,农机产品的规格和种类也在不断提升。抓蔗机就是其中新研发和兴起的一种机型。南非是蔗糖的主要生产地,蔗糖的主要原材料是甘蔗。南非大面积种植甘蔗,甘蔗的收装成为甘蔗种植的主要工作之一,在这种基础上研发了抓蔗机。抓蔗机完成了甘蔗的快速收装,它是糖业发展不可缺失的重要工具之一。抓蔗机一般由行走系统、动力系统、液压系统、工作系统、电器系统组成。液压系统是抓蔗机的主要控制系     

蔗地不平对收获机砍蔗系统影响的仿真分析

甘蔗根切质量是评价甘蔗收获机砍蔗系统好坏的一个重要指标,它直接影响到宿根第2年发芽率,即宿根蔗产量.通过测量蔗地不平整度,获得了第一手甘蔗种植垄沟不平整的数据,利用MATLAB处理数据得到小型甘蔗收获机以0.4m/s工作速度前进时由蔗地不平引起根切器振动的频率与幅值,并通过虚拟仿真软件ADAMS仿真分析蔗地不平对小型甘蔗收获机械砍蔗系统的影响.     

HL802多功能全自动甘蔗种植机的设计

针对HL802多功能全自动甘蔗种植机要求,提出了将甘蔗种植过程中的多个工序进行整合。其操作可由拖拉机手一人在驾驶拖拉机的过程中完成,自动化程度高,蔗种的种植量、播种间距均匀,不会随车速的变化而变化。整机一次性可搭载大量的蔗种及相关肥料、农药。该多功能全自动甘蔗种植机能有效克服半自动种植机的不足,能明显提高效率和降低成本,可以有效地完成甘蔗种植任务,具有广阔的推广前景。     

甘蔗种切割防伤芽装置设计

目前,我国甘蔗种植基本上都沿用古老的手工作业方式,工效低,劳动强度大,经济效益差,推行机械化种植成为一种必然的发展趋势。然而甘蔗机械化种植普遍存在着伤芽率高这一问题,降低了蔗种的出芽率。我国甘蔗种植机在作业过程中主要类型为：边砍边种的种植机。但此类机型仍普遍存在以下问题：