基于视觉检测的穴盘苗切削调节系统的研究

发布时间：2019-02-16 18:19

【摘要】：由于穴盘苗生长的自由性和多样性,引起穴盘苗的苗茎粗细、高度、子叶展开程度、茎生长点等特征的具有不规则性,这对嫁接机的自动化作业带来难度。本文针对蔬菜嫁接机自动化嫁接过程中接穗和砧木的切削点、切削角的自动适应调整问题,提出了基于视觉检测的嫁接苗切削调节装置系统研究,运用视觉检测技术驱动机械臂和切削调节装置完成嫁接苗姿态调整。本文研究的主要工作如下:(1)视觉伺服嫁接调节系统总体设计。结合嫁接苗切削调节装置功能需求,设计了本文所需视觉伺服嫁接调节系统的总体结构,主要由视觉部分和控制部分组成。采用1280×960视频流采集设备,基于opencv采集视频流并直接存入内存处理堆栈,经测试可在3.9364s中采集60帧图像,采集频率达到15.2422帧/秒。同时分析了控制子系统的主控装置和视觉检测反馈通信方式,采用I2C总线通讯,其通信速率可自定义,可满足Raspberry Pi与Arduino通信需求。(2)嫁接苗视觉检测方法研究。根据贴接法功能及嫁接苗切削调节系统研究要求,分别提取接穗和砧木所需特征。研究了多线程并行预处理的在图像预处理方式,均衡负载分配,实现水平分配方法下处理速率从2.299变化到2.873倍,性能提高56.50%~65.19%,垂直分配方法下速率从2.278变化到2.857倍,性能提高56.10%~65.00%。重点研究了嫁接苗水平旋转调整角度、嫁接苗上苗抓取位置、砧木切削点、砧木切削调整角度及接穗切削点与切削角检测提取算法,有效提取了接穗和砧木的切削点和调整角。(3)基于单目视觉的终端位置与姿态检测方法研究。首先依据单目视觉三维测量和姿态检测原理设计了2×2组彩色同心圆人工地标,并提出一种迭代查询策略的姿态检测方法,实现地标平面与终端姿态的检测,对已知同心圆的实验结果表明该姿态识别方法与实际测量误差较角度误差在0.0469°~0.0773°,在测量距离50~1953溎，

本文编号：2424713