苹果田间分级关键技术研究

发布时间：2023-08-30 02:36

　　苹果收获季节性强,劳动力供给紧张,人工采收成本逐年增加,苹果的机械化采收相关研究得到科学家的高度重视,而苹果采收后现地进行预分级处理,能够极大地起到降本增效的作用。本研究针对田间收获的富士苹果进行实时分级处理,综合检测苹果的大小、颜色、果形和表面缺陷状况等外观品质,着力解决应用于田间的小型设备开发工作、多种果面缺陷的实时检测和苹果动态图像复原等关键性技术问题。研究的主要内容和结论如下:(1)分析了国内外苹果分级设备的发展现状,通过对比田间分级和工业分级的不同点,提出苹果分级设备研究和发展存在的问题。针对现代果园宽行矮砧的种植模式,确定了苹果田间分级设备的整体方案。样机总长度为1500mm,总宽度为400mm,总高度为1000mm,体积小适于在田间进行转运掉头等相关操作。该分级系统由调速电机带动传送带工作,完成田间实时收获的苹果的自动分级工作。选取Jeston TX2人工智能计算平台作为处理器以满足对计算能力的要求。(2)对关键零部件进行设计,并完成了样机装配。根据所测定的苹果外观特征参数和相关理论知识,结合CATIA三维设计软件对导向机构、传送装置、执行机构等关键零部件进行设计。其中,...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 基于机器视觉的农产品分级现状
        1.2.2 苹果分级系统研究现状
    1.3 田间分级与工业分级的不同点
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
第二章 苹果分级系统的整体设计
    2.1 现代果园种植模式
    2.2 分级设备整体设计
    2.3 工作原理
    2.4 处理器选型
    2.5 本章小结
第三章 关键零部件设计与样机装配
    3.1 苹果参数测定
    3.2 传送装置设计
    3.3 导向机构设计
    3.4 分级执行机构设计
        3.4.1 信号检测装置
        3.4.2 驱动装置选型
        3.4.3 末端执行机构设计
    3.5 输送管道设计
    3.6 样机装配
    3.7 本章小结
第四章 苹果分级检测方法研究
    4.1 苹果分级标准
    4.2 分级检测装置
        4.2.1 光源选型
        4.2.2 图像采集系统选型
        4.2.3 相机放置及标定
    4.3 苹果动态模糊图像复原
        4.3.1 生成式对抗网络图像复原方法
        4.3.2 实现过程
        4.3.3 复原效果验证
    4.4 苹果外观特征提取
        4.4.1 大小特征提取
        4.4.2 果形特征提取
        4.4.3 颜色特征提取
        4.4.4 果面缺陷特征提取
    4.5 特征融合苹果分级方法
        4.5.1 数据建模方法
        4.5.2 苹果特征融合SVM分类方法
    4.6 实时检测界面开发
    4.7 本章小结
第五章 苹果分级设备试验与分析
    5.1 单一指标准确性实验与分析
        5.1.1 苹果大小检测结果
        5.1.2 苹果果形检测结果
        5.1.3 苹果颜色检测结果
        5.1.4 苹果果面缺陷检测结果
    5.2 多特征融合检测结果与分析
        5.2.1 模型训练
        5.2.2 田间试验
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3844767