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玉米播种均匀性的间接检测方法和装置的试验研究

作　者: 王天罡
导　师: 史智兴
学　校: 河北农业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 双路光电编码器彩色线性CCD 算法精确播种检测
分类号: TP29-AG
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 82次
引　用: 1次
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内容摘要

随着经济和社会的不断发展,人类社会对于农业的需求和投入也在不断提高,各种技术手段被应用到农业当中用来提高农业的效率。现代农业不仅关注产能和品质,还要求尽可能的降低消耗,由此产生了精确农业的说法。在精确农业中,精密播种是一个重要的组成部分,其实现工具为精耕播种机,而种子的分布均匀性是测试播种机性能的主要指标之一。根据我国国家标准《GB6973-86单粒(精密)播种机试验方法》,精密播种机的播种性能检测试验包含针对播种单体的室内台架检测试验和针对整机的田间检测试验。目前,室内台架试验的条件相对固定,比较容易实现,有许多成熟的设计和方案。田间试验则由于现场条件复杂多变,相关研究比较薄弱。本课题就是针对田间试验装备的研究。本文研究内容:1.系统的总体结构系统通过距离速度测量模块、图像识别模块和计算处理模块的组合实现对播种机播种均匀性的检测。距离测量模块通过挂载设备与播种机相连接,主要负责测量播种机的行进距离;图像识别模块安置在播种机排种器的后面,用于观察播种机的种子掉落状况;计算处理模块处理收集到的数据,按照需求对结果进行操作。2.系统的硬件组成距离测量模块主要由光电编码器和专用的挂载设备组成,其中挂载设备安置有两个车轮,其上各装配一个光电编码器。图像识别模块由彩色线性CCD采集系统和DSP专用处理电路组成。两个模块分别连接到计算处理模块,由其统一调度。3.试验算法的研究和比较使用各种科学计算方法对测量中得到的数据进行分析和处理,用各种方法下计算出的数据结果与理论测量结果进行比较,使用统计学和概率排除产生较大偏差的计算方法,并筛选出较为合理的且接近于理论值的计算方法。本文的创新处:1.提出了双路光电编码器信号互为参考的距离测量方法,在实际应用中避免了单路信号由于地表不平整产生的信息失真现象,有效提高了数据的可靠性和准确性,并显著扩大了检测仪器的适用范围。2.初步运用了图像采集技术,设计了基于彩色线性CCD的落种图像采集方案。避免了试验过程中的人工干预,消除了人为因素对测量结果的影响,提高了系统的测量精度,实现了排种状态的实时在线检测,方便了测量结果的自动统计分析,可以有效简化田间试验的操作,节省时间和人力。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-13
  1.1 引言  9-10
  1.2 课题的研究意义、现状和趋势  10-12
    1.2.1 研究意义  10
    1.2.2 国内外研究现状  10-11
    1.2.3 我国玉米精密排种器的发展趋势  11-12
  1.3 课题的研究内容  12-13
2 系统分析  13-15
  2.1 系统的组成及解决的问题  13
  2.2 系统工作原理  13-14
  2.3 摄像头的安放和聚焦  14-15
3 距离速度测量模块  15-23
  3.1 行进装置  16-17
  3.2 计量传感器设备及安装  17-23
    3.2.1 光电编码器简介  17-19
    3.2.2 光电编码器的选择  19-20
    3.2.3 光电编码器的安装和连接  20-21
    3.2.4 其他设备的安装  21-23
4 计算处理模块  23-31
  4.1 单片机和外围电路  23-29
    4.1.1 单片机的连接和设定  23-24
    4.1.2 显示和按键单元  24-26
    4.1.3 倒转检测电路  26-28
    4.1.4 数据存储单元  28-29
  4.2 软件程序  29-31
    4.2.1 系统时间的计算和实现  29-30
    4.2.2 倒转电路信息的处理  30-31
5 图像识别模块  31-36
  5.1 引言  31-33
    5.1.1 CCD 图像传感器  31-32
    5.1.2 CMOS 图像传感器  32-33
  5.2 彩色线性CCD 的选择和控制  33-36
6 试验方法和数据统计  36-44
  6.1 行进装置的准确性试验  36-37
    6.1.1 试验条件  36-37
    6.1.2 数据分析  37
  6.2 田间试验  37-42
    6.2.1 试验条件  37-38
    6.2.2 数据结果  38-42
  6.3 算法分析  42-44
7 总结与展望  44-46
  7.1 总结  44
  7.2 展望  44-46
参考文献  46-49
在读期间发表的学术论文  49-50
作者简介  50-51
致谢  51

玉米播种均匀性的间接检测方法和装置的试验研究

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