名優(yōu)茶采摘機(jī)械手的DSP圖像與控制集成設(shè)計.pdf

1、現(xiàn)階段的名優(yōu)茶采摘主要依靠人工手動采摘，勞動力的短缺、人工成本高和效率低等問題成為了制約名優(yōu)茶產(chǎn)量的主要因素，因此結(jié)合圖像處理和運動控制的機(jī)械手自動化采摘是名優(yōu)茶采摘的必然趨勢。目前針對茶葉的圖像處理大多基于PC設(shè)備，使用PLC控制機(jī)械手運動，這使得設(shè)備造價昂貴，不便于推廣使用。
　　使用嵌入式技術(shù)將茶葉的圖像識別和運動控制相集成，是一種解決目前茶葉采摘存在問題的新途徑，對于實現(xiàn)茶葉采摘自動化具有較大的工程意義。
　　本文主

2、要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)采茶機(jī)械手的需求，設(shè)計了基于嵌入式芯片的硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)由DSP、攝像頭、伺服驅(qū)動器以及伺服電機(jī)組成，將圖像識別和運動控制集成在一起。
　　(2)在實驗室環(huán)境下，設(shè)計了適用于DSP的茶葉圖像處理算法。通過嵌入式視覺裝置在實驗室光照環(huán)境下采集茶葉圖像信息;將彩色圖像中的G分量作為灰度圖;對鮮葉和其他背景的灰度值進(jìn)行統(tǒng)計，選擇合適的閾值區(qū)間對灰度圖進(jìn)行二值化，將茶葉鮮葉分割出來;采用膨脹腐蝕算法來

3、消除噪點以及干擾;使用改進(jìn)的二值域圖像標(biāo)記算法對鮮葉的個數(shù)和位置進(jìn)行標(biāo)定，提取鮮葉的數(shù)量信息和位置信息。
　　(3)將圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為實際機(jī)械手坐標(biāo)系，通過設(shè)置DSP的ePWM模塊，配合伺服驅(qū)動器，使用鮮葉數(shù)量和位置控制電機(jī)按所規(guī)劃的路徑運動，并對整個機(jī)械手采摘動作控制進(jìn)行了設(shè)計。
　　(4)本文進(jìn)行了大量試驗，對圖像處理部分的鮮葉識別速度以及識別準(zhǔn)確率做出了統(tǒng)計，對未識別圖像進(jìn)行分析，以及對機(jī)械手的采摘效率進(jìn)行了分析。