基于手持式采棉机的采摘口智能方向控制系统设计

发布时间：2021-04-02 15:20

　　手持采棉机采棉的主要问题是劳动强度大,本课题通过对手持采棉机采摘头采摘动作的分析,找出了影响采摘劳动强度的主要原因,在此基础上对原采棉机采摘头结构进行改进设计,并利用数字图像处理技术通过构建的模拟实验平台实现了采摘口的智能方向控制,为棉花智能采摘的实现建立了一定的基础。课题主要研究内容：（1）改进采摘头。首先分析手持式采棉机采摘头采摘动作,得出改变棉花与采摘口的相对角度可以减轻劳动强度。其次对采摘头结构重新设计,建立了图像采集系统和智能化控制系统,通过对摄像头获得的图像进行处理得到棉花与采摘口的相对位置,以此计算电机转角并控制电机转动实现采摘口的智能方向控制。（2）处理棉花图像。首先使用灰度变换、阈值化和开闭运算对采集的棉花图像进行预处理。然后使用区域标记和边界跟踪将棉花图像从背景中分割出来。最后将棉花轮廓近似地看成一个圆,使用随机霍夫变换找到圆心从而确定棉花位置。使用随机霍夫变换可以在棉花被遮挡的情况下减小定位的误差,减少程序执行时间。（3）采摘口寻棉控制。首先提出从多个棉花中选择目标棉花的策略,棉花与采摘口同侧最优,棉花距采摘口距离最近次之,采摘口摆动幅度最小最次。然后给出电机转角... 

【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
目录
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 采棉机的国内外发展现状
        1.2.2 数字图像处理的国内研究现状
    1.3 技术路线
    1.4 本章小结
第二章 手持式采棉机的分析与改进方案的设计
    2.1 手持式采棉机的主要结构及工作原理
    2.2 采摘头摘棉原理及问题分析
        2.2.1 采摘头摘棉原理
        2.2.2 人手操作采摘头的问题分析
    2.3 改进方案
        2.3.1 改进技术要求
        2.3.2 对原设备的改进
    2.4 本章小结
第三章 模拟实验平台的构建
    3.1 采摘头结构改进说明
    3.2 模拟实验平台的构建
    3.3 本章小结
第四章 棉花的识别和定位
    4.1 棉花图像处理的流程
    4.2 图像处理平台的构建
        4.2.1 OpenCV的安装
        4.2.2 OpenCV常用数据类型和功能模块
        4.2.3 棉花图像的采集
    4.3 棉花图像的预处理
        4.3.1 图像灰度化
        4.3.2 阈值处理
        4.3.3 开闭运算
    4.4 区域标记
    4.5 边界跟踪
    4.6 随机霍夫变换
    4.7 本章小结
第五章 采摘口寻棉控制
    5.1 采摘口寻棉控制流程
    5.2 目标棉花的选择
    5.3 电机转角计算
    5.4 串口通讯
    5.5 电机控制
    5.6 本章小结
第六章 模拟采摘实验
    6.1 试验目的
    6.2 材料和方法
        6.2.1 材料
        6.2.2 设备
        6.2.3 试验方法
            6.2.3.1 试验原理
            6.2.3.2 试验步骤
    6.3 结果分析
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 主要研究结论
    7.2 后续研究工作的建议
参考文献
致谢



本文编号：3115499