基于机器视觉的枸杞分级分选机控制系统研究

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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。
摘要第3-4页
Abstract第4页
第一章 绪论第6-10页
    1.1 课题来源第6页
    1.2 研究的目的与意义第6-7页
    1.3 机器视觉在果品检测中的研究现状第7-8页
    1.4 枸杞外部品质检测分级研究现状第8-9页
    1.5 论文章节安排第9-10页
第二章 机器视觉系统设计与构建第10-16页
    2.1 机器视觉技术概述第10页
    2.2 机器视觉系统组成第10-11页
    2.3 机器视觉系统构建第11-12页
    2.4 软件开发工具第12-13页
    2.5 图像采集软件设计第13-14页
    2.6 本章小结第14-16页
第三章 图像处理与分析理论基础第16-25页
    3.1 图像灰度化第16-18页
    3.2 图像去噪第18-20页
    3.3 图像二值化第20-22页
    3.4 椭圆拟合第22-24页
    3.5 本章小结第24-25页
第四章 枸杞外部品质检测算法研究第25-41页
    4.1 枸杞大小检测算法第25-32页
    4.2 枸杞形状检测算法第32-33页
    4.3 枸杞色泽检测算法第33-39页
    4.4 枸杞缺陷检测算法第39-40页
    4.5 本章小结第40-41页
第五章 基于嵌入式的枸杞分级分选机设计第41-56页
    5.1 系统工作原理第41页
    5.2 系统机械部分第41-43页
    5.3 嵌入式系统设计第43-48页
    5.4 软件设计第48-55页
    5.5 本章小结第55-56页
第六章 结论与展望第56-57页
    6.1 总结第56页
    6.2 展望第56-57页
参考文献第57-61页
致谢第61-62页
个人简介第62页
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