基于双侧图像识别的大蒜正芽及排种试验台设计与试验

针对现有大蒜播种机难以满足杂交蒜种"鳞芽朝上、直立栽种"农艺要求的问题,提出了一种基于图像识别的蒜种鳞芽识别与正芽方法,设计了大蒜排种及正芽试验台,实现了蒜种的单粒取种、图像采集、鳞芽方向识别、鳞芽扶正等功能。以杂交大蒜为试验对象,通过试验确定了影响蒜种鳞芽扶正效果的4个主要因素:通道宽度、电动机转速、拍摄距离、识别阈值,建立了蒜种鳞芽扶正率与试验因素之间的回归模型,模型决定系数R2值为0.903 8,分析了各因素对蒜种鳞芽扶正率的影响,各因素对蒜种扶正率影响的显著性顺序从大到小依次为通道宽度、电动机转速、拍摄距离、识别阈值。并对试验因素进行了综合优化。最优工作参数组合为:电动机转速为18 r/min、蒜种通道宽度为38 mm、拍摄距离为8.6 mm、识别阈值为178时,蒜种鳞芽扶正率为90.56%,平均每粒蒜种识别用时0.29 s,满足大蒜播种机播种要求。该文结果可为解决杂交大蒜直立播种问题提供参考。

基于机器视觉的蒜种智能定向技术综述

大蒜种植时需满足鳞芽向上、直立种植的农艺要求,因此蒜种的定向是实现大蒜机械化种植的关键,基于机器视觉的蒜种定向技术是解决一般大蒜品种的蒜种定向问题的有效方法,相关研究集中在图像识别蒜种芽尖的算法和识别后的控制调向技术上。目前对蒜种鳞芽进行图像识别的算法有多种,识别正确率最高可达99%,主要以采集静态的蒜种图像作为研究对象,考虑实际工作环境中运动的蒜种、光照、灰尘等对采集蒜种图像带来的影响,对采集到不同方位蒜种图像的识别结果分析,蒜种间形状特征差异对识别结果的影响研究以及多角度采集蒜种图像来综合识别蒜种芽尖位置的研究较少。目前对图像识别后的控制调向技术的研究,调向机构的运动均为间歇运动,且在图像识别后执行,蒜种定向作业效率偏低,难以适应大蒜播种机的作业速度。目前为止还没有基于机器视觉的蒜种智能定向技术大蒜播种机产品出现,现有技术的实用化差距主要表现在单粒取种、图像识别、调向机构及控制这些关键技术的融合度不够,因此随着3个技术有机结合的创新研究,使鳞芽识别和调向并行,并在蒜种连续运动的状态下完成定向,在简化鳞芽识别算法以及调向机构的运动的同时,提高蒜种定向效率。本文可为该项技术的实际应用研究提供参考,以推动大蒜生产机械化、智能化发展进程。

拾取式大蒜播种机的总体设计及研究

在分析现有大蒜播种机特点的基础上,设计了可实现蒜尖自动识别的拾取式大蒜播种机.该机内部包含有凸轮滑块式鳞芽识别机构和偏心轮垂直插尖机构.实验证明,拾取式大蒜播种机对大蒜鳞芽的识别率达到95%,采用该播种机可使大蒜直立入土率达到97%.拾取式大蒜播种机对蒜种朝向的识别准确度较高,该机满足了大蒜鳞芽朝上直立入穴的要求.而且,拾取式大蒜播种机的播种机构分行独立,故可灵活组合,排数随意.该播种机的环境适应性较强,实用性较强,值得推广.