试析基于高速摄像的精密排种器性能检测的研究

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1、吉林农业大学硕士学位论文基于高速摄像的精密排种器性能检测的研究姓名：王朝辉申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：袁月明20030601吉林农业大学硕士学位论文摘要专业：农业机械化工程题秘；基予寓逮摄缘的攥耪器性能检测的磺究指导教师：袁月明副教授摘要排种均匀度是反映精密排种器工作性能与质量的藿要指标，也是一项较难灞定豹参数。其梭潮手段，直接影噙黠精密摊释器静准确评^徐，放雨不仅关系到植株养分吸收的均衡性和粮食产量的高低，也影响精密排种器的生产髑期和制造成本，因此寻找一种简单易行的摊种器性能检测方法尤其必要。本文以计算机图像处理作为技术手

2、段，结合运用小波变换、数学形态学等理论，成功地解凌了计算机图像处理精于霸}种嚣佳能检淄的难点和关键性技术问题，实现了群体颗粒相似运动目标的规律检测，开发出排种器性能检测程序(VDSSP)。并通过大量试验证明所建立的基于高速摄像的{jp种器性能检测系统是可行的、适用的。系统具有体积小、操作简单、精度麓、检测速度快等特点。论文的主要研究工体和结论概括郊下：1)建立了基于高速摄像的排种器性能检测系统分析了运动图像的采集现状及建立麓于高速摄像的排种器性能检测系统的技术难点。提出了出KODAK高速摄像枧翻AHA2940图像采集卡缌戚的摄像系统，详细探讨了

3、硬件的选择对采集速度、图像质量、检测速度等方面的影响。讨论了减少图像中种子运动的拖尾现象及获取清濒种子图像的方法，开发了基于计算机图像处理的排种器性能梭测软件包——vDssP。2)提出了提取孀魂弛予基标豹方法建立了运动种予图像去模糊数学模型、恢复了采集瞬间图像中种子的初始位置、提高了穗子质心坐标提取的精度。并根据小波变换多尺度多分辨率特性及其降噪原理，给出了基于小波变换的种子图像去噪方法，合理地选择小渡蓉教鼹鏊，较好遗去除了耱予整豫瓣变簇嚣、试验台攮动、鑫然竞联弱围环境等带来的噪声。最后，给出了基于矩法快速种子质心搜索的数学模型。3)给出了高速

4、摄像机躲标定方法根据摄像机的成像特点，采用线性方法建立了由摄像机和采集卡组成摄豫系统鹃数学模型，求瑶了摄像系统参数。蓠时，综合考虑了摄像撬镜头存在的各种畸变，进行了摄像系统参数修正，使摄像系统定标更加科学、准确，吉林农业大学硕士学位论文摘要为提高整个系统的标定和检测精度打下了坚实的基础。4)推导出递推式序列种子图像空间点拼合的计算公式通过种子离开排种口初速度确定、种子空间位置的坐标变换和采集图像时间间隔的求取，提出了种子序列图像中重复目标的去除方法，实现了种子空间数据的准确拼合。导出了种子落在匀速直线运动粘胶带上的水平间距，并参照精密播种机的有

5、关试验标准，建立了基于计算图像处理的检测排种器性能各项指标的数学模型。5)分析了误差产生的原因、给出了排种器性能检测精度的验证方法通过基于高速摄像机的排种器性能检测与人工检测方法的试验对比，对图像处理的检测精度进行了验证，表明检测系统的测试精度是完全可靠的，且具有检测速度快，抗干扰强，稳定性好等优点，完全可以替代人工检测法。最后分析了误差产生的原因。总之，本文着眼于提高排种器性能检测精度和检测过程的实用化，在高精度摄像系统标定、运动模糊去除、小波降噪、种子空间点的递推拼合等环节取得了较好的成果，可适合多种排种器的性能检测以及生物仿生的研究。但因

6、检测用的计算机要求较大的内存容量、高速的系统总线和处理芯片，还没有达到实时性要求。关键词：高速摄像，图像处理，精密排种器，小波变换吉林农业大学硕士学位论文摘要AbstractThehomogeneityofseedingisoneofthemostimportantspecificationstOreflecttheworkperformanceandqualityofthepreciseseedmetering．TheparameterisdifficulttOdetect．Itsdetectingmethoddirectlyaffectst

7、heevaluationofpreciseseedmetering，andinfluencesnotonlytheequilibriumofplantabsorbingnutrientandthegrainyieldbutalsotheproducingcycleandmanufacturingcostofpreciseseedmetering．SoitisverynecessarytofindasimpleandfeasiblemethodtOdetectthepropertiesofseedmetering．Inordertoimprove

8、thedetectingprecisionofthepropertiesofseedmeteringandtheautomationofseedmet