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基于机器视觉的板栗分级设备研究

刘仕良  
【摘要】:本文以开发基于机器视觉的板栗精细分级装置为目标,应用机器视觉技术与机电一体化技术,对板栗实时运行条件下的视觉信息快速获取与处理技术进行了研究,完成的主要研究成果如下。 (1)设计了板栗动态图像采集与实时分级的实验装置 该实验装置选择PC机和Windows 2000操作系统组成控制系统平台;采用松下Panasonic黑白CCD摄像头和宝狮BS602图像采集卡以及光电式位置传感器组成图像处理系统;分级机构由步进电机驱动器、分级执行器和相应的控制软件构成。图像处理系统输出的控制指令通过计算机的25针并行打印口输出,经驱动电路控制分级执行器的适时启动和停止。 (2)板栗动态图像处理算法设计 本文建立了板栗模糊图像的退化模型,并对退化模型进行恢复了处理;采用改进的灰度直方图对板栗图像进行黑白二值化,把板栗从背景中分离出来;采用高斯—拉普拉斯算子对板栗图像进行边缘提取;最后根据板栗特征提取的需要,对板栗图像进行了轮廓提取与跟踪。 (3)提取了板栗特征参数并制定了板栗分级标准 论文采用最小外接矩形(MER)方法测量板栗近似椭圆形扁平面的长短径特征参数,并将其转化成实际的板栗空间尺寸。提出了以板栗近似椭圆形扁平面的长短径以及它们的比值来作为板栗的分级标准。 (4)开发步进电机驱动器及其控制软件 开发基于L297、L298和NE555的步进电机驱动器。NE555为L297提供时钟频率,完成对步进电机的起停以及转角控制。在Windows 2000下采用Visual C++6.0并结合WinIO编写了控制程序。 (5)对研究结果进行了验证性试验 试验结果表明,该系统达到了预期的对板栗动态图像实时采集处理和分级控制的速度和准确度要求。实验过程中,分级速度能达到40-50粒/分钟,准确度为95.33%。


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