基于图像处理的马铃薯播种机研究

发布时间：2020-05-15 20:49

【摘要】：马铃薯是我国粮食生产的重要作物之一,播种机的作业质量直接影响其播种产量。现有播种机仍然依靠半机械化半人工操作,其自动化水平偏低,极易出现重种漏种、株距不均匀等问题,而这诸多问题尚未完全解决。为了解决上述播种机自动化发展进程中存在的问题,本文设计一种马铃薯播种机结构系统,提出采用图像处理的方法实现漏种检测,并以PLC作为控制器,结合工控机来实现株距控制、漏种补偿及补光灯的开关控制等功能。通过研究播种机机械结构和作业过程,设计一种播种机结构系统,此系统除实现正常播种功能外,还增加漏种补偿及重种剔除机构,降低了作业过程中的重种与漏种比率;针对漏种检测问题,采用基于图像处理的方法,实时识别薯种碗上薯种的有无,并以txt文件形式将漏种信息传输至上位机,上位机根据检测结果通过PLC控制相应的漏种补偿机构做出补种操作;针对株距控制问题,本文提出一种PLC控制步进电机转速自动调整株距的方法,解决作业过程中依靠人工更换链轮方式调整株距不均匀问题。此外,通过实验验证本文所设计的播种机播种及所提出方法的有效性与可行性。通过本文马铃薯播种机的结构设计与株距控制、漏种补偿及重种剔除等功能的实现,提高了播种效率,增加了播种作业的精准性和鲁棒性,具有重要的理论研究意义和实际应用价值。
【图文】：

马铃薯,种植环境,麦子,作业周期

围内的第四大粮食作物，与麦子、高粱、稻谷、玉米并称为际应用价值高、种植环境要求低、经济性好的突出优势[1]。由于国内马铃薯种植技术水平低、机械化程度低，并且已有度较低。这些原因阻碍我国成为马铃薯生产强国。截止 201动化水平所占百分比，显示国内的占比只有极少部分。国内平偏低，这严重阻碍了国内马铃薯种植业的大规模产业化发产量的需求[2]。因此，必须加大力度提高国内马铃薯播种设与国外的差距，进一步提高播种效率和产量[3]。马铃薯整个作业周期中最核心的环节，其作业质量的优劣将而马铃薯播种机性能的好坏是影响播种作业质量的重要因素 1.1 所示，型号为 2CMX-4B，其作业过程中主要依靠拖拉机现播种作业。

播种机

第一章绪论自位轮锁定装置的播种机，利用排种碗和薯种本身搅动凸轮能够对深度进行精确控制[1]。前苏联农机工厂生产的 CAR-4 型马铃薯播种机可用于栽植发芽的马铃薯块茎种子，，该播种机将施肥功能与播种功能同步实现，这大大加快了播种进程[1]。德国格瑞莫公司研制的 GL34/36 型马铃薯播种机包括作业垄数为 4 和 6 两种机型，如图 1.3 所示，可以一次性完成开沟、施肥、播种和覆土等作业，具有株距稳定、作业效率高等特点[1]。它集中了牵引式 8 行播种机的所有优点，是目前市场上功能最强大的马铃薯播种机，不仅能够在大型农场实现高效率作业，并且可以灵活快速地转换作业场地，播种效率高。该型号播种机所配套的机械振动器可以无级调节，且每个单元既可单独控制也可以联动控制。此外，该播种机还配备了 GRIMME 自行开发的辅助监控系统，驾驶员可以在驾驶室内实时观察薯箱情况[8]。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;S223.2

【参考文献】