玉米粒位姿算法設(shè)計及其實驗研究.pdf

1、機器視覺是一種使用機器代替人工實現(xiàn)視覺功能的技術(shù)。即使用機器獲取并處理圖像或者視頻，從而實現(xiàn)對三維物體的感知、識別和理解。目前為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠度和生產(chǎn)效率，機器視覺技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。在基于機器視覺的玉米粒激光切割與匹配檢測系統(tǒng)中，本文以能夠?qū)崿F(xiàn)正確判定并調(diào)節(jié)玉米粒位姿到激光切割的方向為目的，從玉米粒視覺檢測系統(tǒng)的設(shè)計、不同品種玉米粒特征閾值的確定、玉米粒位姿控制算法的設(shè)計和實驗驗證這四個方面進行研究和探討。

2、r>　　通過分析玉米粒視覺檢測的技術(shù)要求與工作過程，確定了玉米粒視覺檢測系統(tǒng)硬件的組成。根據(jù)兩種不同照射原理，設(shè)計了兩種照明方案。通過分析兩種照明方案的實驗結(jié)果，確定了背向照明方案。根據(jù)光源、相機與鏡頭、電機、與PLC的選型結(jié)合照明方案設(shè)計了玉米粒視覺檢測系統(tǒng)。
　　由于不同品種玉米粒的輪廓存在差異，選擇六個不同的品種的玉米粒作為樣本，測量玉米粒的長度與寬度，得到樣本數(shù)據(jù)。選擇長寬比與面積這兩個特征參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理，并運用SP

3、SS軟件實現(xiàn)玉米粒樣本數(shù)據(jù)進行分析與處理，最終，確定了這六個品種玉米粒的長寬比與面積的特征閾值。
　　基于VS2008開發(fā)環(huán)境結(jié)合OpenCV設(shè)計了玉米粒位姿算法。根據(jù)人機界面設(shè)計原則，設(shè)計了基于MFC的玉米粒位姿檢測系統(tǒng)的人機界面。為了獲得清晰的玉米粒輪廓，設(shè)計了圖像的灰度處理算法、圖像預(yù)處理算法。為了獲得玉米粒特征參數(shù)，設(shè)計了圖像處理算法，包括對玉米粒圖像輪廓進行橢圓擬合，獲得橢圓的長短軸與近似面積;胚芽的方位確定算法，從而得

4、到了玉米粒的位姿。對于雙玉米與胚芽缺損這兩種狀態(tài)，分別設(shè)計了相應(yīng)的算法，實現(xiàn)玉米粒位姿準確判別。根據(jù)六種不同的玉米粒姿態(tài)的特征參數(shù)的差異性，設(shè)計了玉米粒位姿判定算法。根據(jù)玉米粒位姿判定結(jié)果，編寫PLC通訊程序，以實現(xiàn)玉米粒位姿的正確控制。
　　最后對六個不同品種玉米粒進行玉米粒位姿控制實驗，驗證玉米粒位姿算法的準確性與對不同品種的適應(yīng)性。實驗結(jié)果表明玉米粒位姿算法能夠正確識別出玉米粒正常、側(cè)立、小顆粒、小雜質(zhì)、雙玉米和胚芽缺損這六