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

1、現(xiàn)階段的名優(yōu)茶采摘主要依靠人工手動(dòng)采摘，勞動(dòng)力的短缺、人工成本高和效率低等問(wèn)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(yùn)動(dòng)控制的機(jī)械手自動(dòng)化采摘是名優(yōu)茶采摘的必然趨勢(shì)。目前針對(duì)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(yùn)動(dòng)，這使得設(shè)備造價(jià)昂貴，不便于推廣使用。
　　使用嵌入式技術(shù)將茶葉的圖像識(shí)別和運(yùn)動(dòng)控制相集成，是一種解決目前茶葉采摘存在問(wèn)題的新途徑，對(duì)于實(shí)現(xiàn)茶葉采摘自動(dòng)化具有較大的工程意義。
　　本文主

2、要的研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)采茶機(jī)械手的需求，設(shè)計(jì)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(dòng)器以及伺服電機(jī)組成，將圖像識(shí)別和運(yùn)動(dòng)控制集成在一起。
　　(2)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，設(shè)計(jì)了適用于DSP的茶葉圖像處理算法。通過(guò)嵌入式視覺裝置在實(shí)驗(yàn)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(duì)鮮葉和其他背景的灰度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，選擇合適的閾值區(qū)間對(duì)灰度圖進(jìn)行二值化，將茶葉鮮葉分割出來(lái);采用膨脹腐蝕算法來(lái)

3、消除噪點(diǎn)以及干擾;使用改進(jìn)的二值域圖像標(biāo)記算法對(duì)鮮葉的個(gè)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(shí)際機(jī)械手坐標(biāo)系，通過(guò)設(shè)置DSP的ePWM模塊，配合伺服驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，并對(duì)整個(gè)機(jī)械手采摘?jiǎng)幼骺刂七M(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　(4)本文進(jìn)行了大量試驗(yàn)，對(duì)圖像處理部分的鮮葉識(shí)別速度以及識(shí)別準(zhǔn)確率做出了統(tǒng)計(jì)，對(duì)未識(shí)別圖像進(jìn)行分析，以及對(duì)機(jī)械手的采摘效率進(jìn)行了分析。