基于RGB顏色模型脫絨棉種分選控制系統(tǒng)設計研究.pdf

1、棉花種子是棉花生產(chǎn)最基本的生產(chǎn)資料，尤其隨著新疆兵團精播技術的推廣，需要更高品質(zhì)的棉花種子。近年來，受各種因素的影響，脫絨棉種中“紅種”比例大幅增加，影響了棉種的質(zhì)量，阻礙了精量播種技術的發(fā)展。由于“紅種”與成熟棉種在比重和空氣特性上都比較接近，僅依靠傳統(tǒng)工藝無法將此剔除，當前“紅種”剔除主要依靠人工。人工選種勞動強度大、生產(chǎn)效率低、投入成本高、選種質(zhì)量不均勻。然而“紅種”與成熟種子有個重要的特征差異——表面顏色不同，因此，針對新疆兵團

2、脫絨棉種的“紅種”問題，探尋一種行之有效的顏色分選技術十分必要。 本文是在RGB顏色模型硬件實現(xiàn)的基礎上，對脫絨棉種分選控制系統(tǒng)進行設計研究。 首先本文選取發(fā)芽勢、發(fā)芽率做為評價棉種質(zhì)量的兩個重要指標，利用數(shù)字攝像和圖像色彩分析技術對脫絨棉種顏色特征進行提取，并嚴格按照國家標準進行了種子發(fā)芽試驗。采用單變量線性回歸和逐步回歸分析方法探討了RGB顏色模型下脫絨棉種顏色特征與發(fā)芽勢、發(fā)芽率之間的相關性，揭示了RGB顏色模型下

3、脫絨棉種顏色特征參數(shù)與其發(fā)芽勢和發(fā)芽率之間均存在顯著的相關性，證實脫絨棉種質(zhì)量與其表面顏色特征具有相關性，為脫絨棉種基于RGB顏色模型進行顏色分選提供了理論依據(jù)。 基于上述研究，并針對加工環(huán)境下脫絨棉種的分選的要求，系統(tǒng)采取RGB顏色模型硬件實現(xiàn)的方式，選用了高速度、高精度、高可靠性的RGB顏色傳感器，同時選用了高速噴嘴驅(qū)動控制電磁閥以及多通道信號實時采集和并行處理的核心芯片F(xiàn)PGA。 同時，為確保系統(tǒng)分選的精確性、穩(wěn)定

4、性和分選效率，結合系統(tǒng)控制參數(shù)對脫絨棉種顏色分選關鍵機構進行了分析研究，推導建立了決定“V”型溜槽截面形狀、水平傾角以及長度這三個關鍵參數(shù)的約束方程，確立了傳感器和噴嘴的安裝位置模型，并在此基礎上，設計搭建了一個單通道試驗臺架，其溜槽板、傳感器和電磁閥三者位置能夠在理論位置的基礎上自由調(diào)整。 然后，以單片機AT89C51為主控制核心，以FPGA芯片為數(shù)據(jù)處理核心，重點對脫絨棉種顏色分選控制系統(tǒng)存儲空間的擴展與分配、人機界面系統(tǒng)以