基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的煙草智能澆水機(jī)的研制.pdf

1、煙草是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，在煙草生長(zhǎng)期間，水分供應(yīng)直接影響著煙草的生長(zhǎng)發(fā)育、生理代謝以及產(chǎn)量和品質(zhì)，若不能對(duì)煙草進(jìn)行適時(shí)、適量的澆水作業(yè)，將會(huì)對(duì)煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。但是，我國(guó)的水資源嚴(yán)重短缺，而且煙區(qū)分布與水資源空間分布不匹配。此外，我國(guó)煙田灌溉無(wú)論是方法或技術(shù)都十分落后：灌溉面積小、灌溉條件差，灌溉方法仍為傳統(tǒng)的漫灌、溝灌和穴灌，這不僅降低了水資源利用率，增加煙農(nóng)成本，也不利于提高煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量。
　　目前，國(guó)內(nèi)

2、外針對(duì)煙草澆水這一作業(yè)環(huán)節(jié)還沒(méi)有專用的成品機(jī)械來(lái)完成，根據(jù)這一現(xiàn)狀，在了解國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有煙草澆水技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，研制出一種專門(mén)用于移栽后煙田澆水作業(yè)的煙草智能澆水機(jī)，實(shí)現(xiàn)了還苗期煙草的自動(dòng)化澆水作業(yè)。主要研究工作及創(chuàng)新之處如下：
　　（1）確定煙草智能澆水機(jī)的總體方案。煙草智能澆水機(jī)行進(jìn)方式為牽引式，主要由行走系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和澆水系統(tǒng)組成。
　?。?）設(shè)計(jì)煙草智能澆水機(jī)行走機(jī)架。利用Aut

3、oCAD繪制澆水機(jī)二維圖紙，利用SolidWorks軟件對(duì)各零件進(jìn)行裝配和檢查，利用ANSYS軟件對(duì)車(chē)軸進(jìn)行有限元分析，確保澆水機(jī)作業(yè)過(guò)程中機(jī)架安全可靠，且無(wú)傷苗現(xiàn)象。
　?。?）提出一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的煙草識(shí)別算法，開(kāi)發(fā)煙草智能澆水機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)。檢測(cè)系統(tǒng)主要完成煙田圖像信息的采集與分析，并在檢測(cè)到煙草時(shí)向控制系統(tǒng)輸出信號(hào)。通過(guò)對(duì)比目前常用的圖像特征，結(jié)合煙田環(huán)境特點(diǎn)，以提取和分析煙田圖像的RGB顏色特征作為檢測(cè)方案，并根據(jù)煙草、

4、黃土、黑地膜和白地膜四個(gè)目標(biāo)各自的RGB通道分量值特點(diǎn)編寫(xiě)軟件算法。
　?。?）研制一種適用于室外田間作業(yè)的光強(qiáng)穩(wěn)定裝置。煙田圖像的RGB通道分量值受光照強(qiáng)度影響較大，光強(qiáng)穩(wěn)定裝置的作用是在澆水機(jī)作業(yè)時(shí)屏蔽外界光線，為攝像頭采集煙田圖像數(shù)據(jù)提供一個(gè)光照強(qiáng)度穩(wěn)定的視場(chǎng)環(huán)境，避免光照強(qiáng)度變化對(duì)圖像數(shù)據(jù)采集產(chǎn)生影響。
　?。?）開(kāi)發(fā)煙草智能澆水機(jī)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的作用是根據(jù)工業(yè)一體機(jī)軟件程序輸出的信號(hào)控制電磁閥開(kāi)閉，完成澆水作業(yè)