小麦含水率、容重、杂余数字化检测方法研究

作     者：刘光宗 

作者单位：安徽农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曹成茂

授予年度：2020年

学科分类：082804[工学-农业电气化与自动化] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：小麦含水率 容重 杂余 图像处理 SVM模型 

摘      要：目前小麦收购环节品质检测,受到成本、地区发展差异的影响,仍存在人工检测、分离式检测的方式,存在问题粮的发生。因此,需要针对小麦品质检测采取数字化检测方法研究。本文从小麦含水率检测、容重检测、杂余检测为小麦品质的定量指标入手,通过设计检测方法和搭建检测硬件装置,对三个指标进行数字化检测方法研究。本文主要内容及结论如下:(1)根据国家标准中对小麦品质检测要求,分别针对含水率、容重、不完整籽粒含量、杂余含量检测选择并设计了合理、可靠的检测方法及硬件装置。(2)小麦含水率检测使用电容法检测,通过电容器及外围振荡电路,得到不同含水率与输出脉冲对应关系,并对脉冲频率进行含水率标定。同时分析了温度、紧实度对小麦含水率检测的影响,进行了温度补偿,优化了检测数学模型。(3)小麦容重检测采用电阻式应变传感器为检测元件,得到定容下小麦重量为标准容重的数量关系。针对温度、杂质含量对容重检测的影响进行了相关性分析,最终确定并优化了小麦容重检测数学模型。(4)小麦杂余检测中针对小麦中不完善籽粒含量及杂质含量,采用基于图像处理的SVM识别算法对小麦中不完整籽粒、杂质(麦壳、麦秸)进行识别。根据图像采集图像特点,对采集后的样本图片进行适当的预处理,得到预处理后的图像特征值。采用基于多项式核函数的SVM算法进行小麦籽粒的识别,通过计算最终获取到小麦不完整籽粒含量和杂质含量,实现小麦的杂余检测。