手持采棉機(jī)采棉的主要問題是勞動強(qiáng)度大,本課題通過對手持采棉機(jī)采摘頭采摘動作的分析,找出了影響采摘勞動強(qiáng)度的主要原因,在此基礎(chǔ)上對原采棉機(jī)采摘頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計,并利用數(shù)字圖像處理技術(shù)通過構(gòu)建的模擬實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)現(xiàn)了采摘口的智能方向控制,為棉花智能采摘的實(shí)現(xiàn)建立了一定的基礎(chǔ)。課題主要研究內(nèi)容：（1）改進(jìn)采摘頭。首先分析手持式采棉機(jī)采摘頭采摘動作,得出改變棉花與采摘口的相對角度可以減輕勞動強(qiáng)度。其次對采摘頭結(jié)構(gòu)重新設(shè)計,建立了圖像采集系統(tǒng)和智能化控制系統(tǒng),通過對攝像頭獲得的圖像進(jìn)行處理得到棉花與采摘口的相對位置,以此計算電機(jī)轉(zhuǎn)角并控制電機(jī)轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)采摘口的智能方向控制。（2）處理棉花圖像。首先使用灰度變換、閾值化和開閉運(yùn)算對采集的棉花圖像進(jìn)行預(yù)處理。然后使用區(qū)域標(biāo)記和邊界跟蹤將棉花圖像從背景中分割出來。最后將棉花輪廓近似地看成一個圓,使用隨機(jī)霍夫變換找到圓心從而確定棉花位置。使用隨機(jī)霍夫變換可以在棉花被遮擋的情況下減小定位的誤差,減少程序執(zhí)行時間。（3）采摘口尋棉控制。首先提出從多個棉花中選擇目標(biāo)棉花的策略,棉花與采摘口同側(cè)最優(yōu),棉花距采摘口距離最近次之,采摘口擺動幅度最小最次。然后給出電機(jī)轉(zhuǎn)角... 

【文章來源】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
目錄
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 采棉機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 數(shù)字圖像處理的國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
第二章 手持式采棉機(jī)的分析與改進(jìn)方案的設(shè)計
    2.1 手持式采棉機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及工作原理
    2.2 采摘頭摘棉原理及問題分析
        2.2.1 采摘頭摘棉原理
        2.2.2 人手操作采摘頭的問題分析
    2.3 改進(jìn)方案
        2.3.1 改進(jìn)技術(shù)要求
        2.3.2 對原設(shè)備的改進(jìn)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 模擬實(shí)驗(yàn)平臺的構(gòu)建
    3.1 采摘頭結(jié)構(gòu)改進(jìn)說明
    3.2 模擬實(shí)驗(yàn)平臺的構(gòu)建
    3.3 本章小結(jié)
第四章 棉花的識別和定位
    4.1 棉花圖像處理的流程
    4.2 圖像處理平臺的構(gòu)建
        4.2.1 OpenCV的安裝
        4.2.2 OpenCV常用數(shù)據(jù)類型和功能模塊
        4.2.3 棉花圖像的采集
    4.3 棉花圖像的預(yù)處理
        4.3.1 圖像灰度化
        4.3.2 閾值處理
        4.3.3 開閉運(yùn)算
    4.4 區(qū)域標(biāo)記
    4.5 邊界跟蹤
    4.6 隨機(jī)霍夫變換
    4.7 本章小結(jié)
第五章 采摘口尋棉控制
    5.1 采摘口尋棉控制流程
    5.2 目標(biāo)棉花的選擇
    5.3 電機(jī)轉(zhuǎn)角計算
    5.4 串口通訊
    5.5 電機(jī)控制
    5.6 本章小結(jié)
第六章 模擬采摘實(shí)驗(yàn)
    6.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>    6.2 材料和方法
        6.2.1 材料
        6.2.2 設(shè)備
        6.2.3 試驗(yàn)方法
            6.2.3.1 試驗(yàn)原理
            6.2.3.2 試驗(yàn)步驟
    6.3 結(jié)果分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要研究結(jié)論
    7.2 后續(xù)研究工作的建議
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3115499