基于线阵CCD的玉米播种均匀性在线检测技术研究

作     者：雷福宝 

作者单位：河北农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：史智兴

授予年度：2011年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：精密播种机 线阵CCD 线阵图像拼接 DSP控制 计算机显示 

摘      要：精密播种现在已成为播种作业中一个最具研究潜力的热门话题。随着现代设施农业的发展,如何实现播种设备高速度、高精度的精密播种,并对精密播种机的工作运行状态进行快速检测。因为农机站在评估精密播种机的性能和质量需要很大的人力和物力,为了提高对播种机质量评估速度,提出了线阵CCD的玉米播种均匀性间接检测的方法。而播种均匀性是衡量播种机好坏的重要依据之一,所以快速准确地检测出播种种子的均匀性,就能对播种机性能做出快速的判断。本文针对播种均匀性检测的准确、可靠、快速和实验台的自动控制进行研究。所做的工作包括以下几方面: 1、研究基于线阵CCD实时处理技术的精密播种检测试验系统。该系统实现对播种机进行实时地、在线地的播种均匀性检测,为检测播种均匀性提供了一个全新有效方法。 2、研究线阵CCD图像动态采集硬件系统的组成结构。摄像头部分主要是由快速彩色线阵CCD为核心的摄像头,在照明系统下,对动态图像进行采集。图像处理MCU硬件部分对摄像头采集和采集图像数据进行控制。传输与显示部分实现数据快速传输,将传输到计算机内存中的数据图像运用拼接软件系统逐帧拼接,实现了序列帧图像拼接成一幅图像。 3、研究基于线阵CCD帧图像逐一拼接技术。根据种子实际分布情况,进行实时动态采集,对采集到的帧图像的逐一拼接问题进行深入学习和研究。阐述帧图像逐一拼接的拼接原理。提出帧图像逐一拼接的方法,该方法是以种子本身为特征点。通过种子本身为特征点实现相邻帧图像的匹配与拼接。通过对帧图像进行二值化处理,实现了种子与背景分割,实现了冗余数据的去除,减少传输数据和计算机处理时间。 本文的创新: 1、提出了一种有效减少线阵CCD帧图像数据传输量的方法。该方法设计两个方面:第一,对采集到的每帧图像利用阈值法进行有无目标图像的判断,有目标图像则进行处理并传输,反之不传输;第二,对于要传输的帧图像,利用分割技术提取出种子的图像位置数据和大小数据,只传输这两个数据。 2、提出了一种新的拼接方法,基于种子为特征点拼接方法,线阵CCD帧图像逐一拼接,避免线阵CCD帧图像拼接后的失真。