基于机器视觉的枸杞分级分选机控制系统研究

发布时间：2020-11-13 09:17

　　 宁夏枸杞种植面积85万亩,已达全国枸杞种植面积的45%以上,要实现枸杞销售价格和价值的最大化,必须对枸杞进行分级。而枸杞的分选目前仍为纯手工作业,人工分选劳动成本高,分选准确率低、效率低,且劳动人员与枸杞直接接触,存在食品安全隐患。枸杞分选的难题在一定程度上影响了枸杞产业的发展。枸杞色选机是目前存在的枸杞分选设备,枸杞按照一定的排布顺序运动通过图像采集区域,CCD摄像机拍照再经过计算机处理,通过整形放大电路控制电磁启动快门,将不同颜色的枸杞利用气动方式吹到不同通道。然而生产实际中分级指标不仅要参考颜色指标,更要考虑大小、形状、损伤。随着计算机技术和智能仪器的发展,计算机、电子、机械等自动化设备在农业中的大量应用,使得研发多指标枸杞分级设备成为可能。本课题探索利用计算机视觉和嵌入式技术,对枸杞的大小、形状、颜色以及损伤检测算法进行研究；基于检测算法,设计以嵌入式MCU为核心的电路系统,部署在枸杞分级分选机上,完成枸杞在线实时的检测分级,为枸杞品质检测和枸杞分级设备的研制提供一定的实践借鉴。本论文主要研究内容：(1)针对图像的灰度化、去噪、边缘检测、椭圆拟合研究合适的算法完成图像处理。针对枸杞品质指标,研究每个指标的检测算法。(2)设计以STM32F429为核心的枸杞分级分选机电路,完成图像采集、特征识别和分级控制。(3)根据枸杞品质检测算法的研究,将检测软件移植到嵌入式系统,完成枸杞分级分选机的软件设计和实现。实验结果表明本文研究的枸杞检测算法对枸杞大小、形状、色泽和损伤检测准确率高,基于嵌入式的枸杞分级分选机对枸杞的大小和形状进行分级,分级效果明显。
【学位单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S226.5;TP391.41
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究的目的与意义
    1.3 机器视觉在果品检测中的研究现状
    1.4 枸杞外部品质检测分级研究现状
    1.5 论文章节安排
第二章 机器视觉系统设计与构建
    2.1 机器视觉技术概述
    2.2 机器视觉系统组成
    2.3 机器视觉系统构建
    2.4 软件开发工具
    2.5 图像采集软件设计
    2.6 本章小结
第三章 图像处理与分析理论基础
    3.1 图像灰度化
    3.2 图像去噪
    3.3 图像二值化
    3.4 椭圆拟合
    3.5 本章小结
第四章 枸杞外部品质检测算法研究
    4.1 枸杞大小检测算法
    4.2 枸杞形状检测算法
    4.3 枸杞色泽检测算法
    4.4 枸杞缺陷检测算法
    4.5 本章小结
第五章 基于嵌入式的枸杞分级分选机设计
    5.1 系统工作原理
    5.2 系统机械部分
    5.3 嵌入式系统设计
    5.4 软件设计
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简介

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本文编号：2882030