试析加工番茄分选检测系统的研究与实现

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1、石河子大学硕士学位论文加工番茄分选检测系统的研究与实现姓名：李超申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：坎杂20090501摘要新疆具备独特的光热资源优势，并且是全球番茄种植和加工的三大中心之一。因此番茄产业已经成为新疆兵团重要的经济支柱之一。在番茄的收获及后续加工中，由于机械化收获技术的大力推广，收获的环节中存在大量的青番茄和土块等杂物，为后续的加工存在很多不便，而目前杂物分选都是采用人工分选，浪费劳动力，生产效率低，严重阻碍了番茄产业的进一步发展。本课题是针对成熟番茄与青番茄、土块及他杂物的颜色和形状差异，采用CCD成像元件和FPGA(大规模可编程逻辑器件)技术，来实现差异信号

2、的采集和处理，最终实现青番茄、土块及其他杂物的自动剔除，从而实现番茄分选检测的自动化，提高番茄及番茄制品的质量。本课题设计了一种以Cyclone公司的FPGA芯片和低噪音、高分辨率的线阵CCD成像元件为核心的光电检测系统，它的主要功能是通过CCD传感器对高速下落的番茄进行动态扫描，由CCD得到扫描信号，A／D转换成数字信号，FPGA对转换后的图像数据进行高速处理，完成剔除信号的输出。检测系统的硬件设计：线阵CCD驱动电平电路的设计；信号调理电路及A／D转换设计、处理器芯片的选择；检测系统的软件设计：CCD驱动时序的设计；CD数字图像数据的存储；制定与分选机主控制器之间的通信电路；图像数据的

3、采集和中值滤波处理；对滤波后的图像数据进行二值化处理和番茄位置的判定。本课题采用VHDL语言进行硬件电路描述，利用利用QUARTUSII软件对所设计的部分电路进行仿真分析，经过大量的实验，检测系统已经成功驱动CCD，控制A／D转换和外部存储器进行样本数据的采集，完成对图像数据的采集、预处理、识别检测。关键词番茄色选机线阵CCDFPGA检测AbstractXinjianghastheuniqueadvantageofthelightandheatresources，andisoneoftheworldtomatocultivationandprocessingofthethreecenter

4、s．ThereforetomatoindustryinXinjianghasbecomeanimportanteconomicpillar．Tomatoharvestintheprocessingandfollow-up，becauseofmechanizationandharvestingtechniquestopromote，theprocessofharvestingalargenumberofgreentomatoesanddirtandotherdebris，theprocessforfollow—up，therearemanyinconveniences，andatpresen

5、tayeusedinsortingobjectsmanualsorting，wastedlabor,lowproductivity，hasseriouslyhinderedthefurtherdevelopmentofthetomatoindustry．ThisissueiSripefortomatoesandgreentomatoes．dirtanddebrisofhiscolorandshapedifferencesintheUSeofCCDimagingdevicesandFPGA(1arge·scaleprogrammablelogicdevice)technology，toach

6、ievethedifferencesinsignalacquisitionandprocessing，andultimatelyGreentomatoes，dirtandotherdebdsremovedautomaticinordertoachievedetectionoftomatosortingautomation，tomatoandtomatoproductStoimprovequality．ThedesignofasubjecttoCyclone’SFPGAchipsandlow-noise，lligh—resolutionlineararrayCCDimagingdevicea

7、ttheCOleofthephotoelectricdetectionsystem，itsmainfunctionisthroughtheCCDsensoronthewhereaboutsofthetomatohigh-speeddynamicscanning，bescannedbytheCCDsignal，A／Dconvertedintodigitalsignal，FPGAconversionofimagedataaf