论文部分内容阅读
蔬菜播种技术正不断向着主粮作物实现着机械化、自动化和智能化的作业水平,但由于小粒蔬菜种子,普遍存在着粒径小、重量轻和种粒不均匀的问题,种子粒径平均处于3mm以下,且机械化播种作业过程处于相对封闭状态,仅靠人眼很难直接观察到具体的播种工况,如果发生漏播现象就造成大面积的缺种,严重影响作物产量。针对以上问题,本课题组在现有研究基础之上,采用面检测光电传感技术和图像识别技术,利用伺服电机驱动排种轴播种方式,并结合PLC控制技术,实现播种过程监测和播量信息调控。通过多信息监测和控制融合技术,最终实现上位机人机交互,使播量信息可通过人机界面进行设定。
本文针对传统播种方式存在的问题,查阅大量文献资料,综合国内外的研究现状进行了分析,通过气吸式排种器的工作原理和播种质量监测系统的工作原理分析,确定了系统设计的总体方案,然后从硬件和软件两个方面提出了具体的设计方案,主要工作内容如下:
针对粒径为0.5-3mm的小粒蔬菜种子,设计了一款小粒蔬菜种子气吸式排种器智能化试验台,并开发了配套的质量监测控制系统,该系统采用光电传感技术对播种计数、漏播情况的实时监测,同时(工业相机)图像识别技术能够对种间分布情况采集和落种轨迹的实时动态监测,将该系统搭载在气吸式智能化试验台上,对该监测系统监测精度进行试验。
试验结果表明:通过对气吸式排种器在不同转速下的排种监测试验,得出播种质量监测系统播种量监测准确率达96%以上,重播监测精度相对误差小于5%,种子漏播率监测相准确率达95%以上,通过图像识别监测技术对试验台播种质量检测,该系统漏播率的检测结果准确率大于94%,重播率的检测结果准确率大于95%。种带偏移检测准确率大于92%,试验数据结果表明,本试验台图像识别技术监测效果较好,实现了小粒蔬菜种子播种作业质量的实时监测,解决了由于小粒蔬菜种子粒径小不便于监测的问题。
该质量监测系统能够对小粒蔬菜种子进行播种量计数、对漏播、重播等情况及时报警;同时该监测系统采用图像识别传感器能够对播种情况进行动态监测,并且将实时采集的排种速度、输送带速度、播种量和漏播重播等情况到上位机,提出采用图像处理的方法实现漏播重播检测、种带偏移检测。上位机软件是通过VC++语言实现的组态界面,人机交互界面方便简洁,方便用户实时查看当前作业状态。该播种质量监测和控制系统对实现农业机械化和智能化具有很高的应用推广价值。本研究设计的监测系统能够对气吸式排种器播种作业质量情况实时监测,减轻了小粒种子在播种作业过程中出现的漏播和重播等现象。同时为蔬菜小粒种子气吸式排种器播种质量监测系统的开发提供了借鉴。
本文针对传统播种方式存在的问题,查阅大量文献资料,综合国内外的研究现状进行了分析,通过气吸式排种器的工作原理和播种质量监测系统的工作原理分析,确定了系统设计的总体方案,然后从硬件和软件两个方面提出了具体的设计方案,主要工作内容如下:
针对粒径为0.5-3mm的小粒蔬菜种子,设计了一款小粒蔬菜种子气吸式排种器智能化试验台,并开发了配套的质量监测控制系统,该系统采用光电传感技术对播种计数、漏播情况的实时监测,同时(工业相机)图像识别技术能够对种间分布情况采集和落种轨迹的实时动态监测,将该系统搭载在气吸式智能化试验台上,对该监测系统监测精度进行试验。
试验结果表明:通过对气吸式排种器在不同转速下的排种监测试验,得出播种质量监测系统播种量监测准确率达96%以上,重播监测精度相对误差小于5%,种子漏播率监测相准确率达95%以上,通过图像识别监测技术对试验台播种质量检测,该系统漏播率的检测结果准确率大于94%,重播率的检测结果准确率大于95%。种带偏移检测准确率大于92%,试验数据结果表明,本试验台图像识别技术监测效果较好,实现了小粒蔬菜种子播种作业质量的实时监测,解决了由于小粒蔬菜种子粒径小不便于监测的问题。
该质量监测系统能够对小粒蔬菜种子进行播种量计数、对漏播、重播等情况及时报警;同时该监测系统采用图像识别传感器能够对播种情况进行动态监测,并且将实时采集的排种速度、输送带速度、播种量和漏播重播等情况到上位机,提出采用图像处理的方法实现漏播重播检测、种带偏移检测。上位机软件是通过VC++语言实现的组态界面,人机交互界面方便简洁,方便用户实时查看当前作业状态。该播种质量监测和控制系统对实现农业机械化和智能化具有很高的应用推广价值。本研究设计的监测系统能够对气吸式排种器播种作业质量情况实时监测,减轻了小粒种子在播种作业过程中出现的漏播和重播等现象。同时为蔬菜小粒种子气吸式排种器播种质量监测系统的开发提供了借鉴。