1. 研究目的与意义
甘蔗是制糖业的首选原料,在我国糖料作物中有着至关重要的地位,其种植面积是我国其他糖料种植面积的五倍以上,其产糖量占我国食糖总产量的九成以上,我国甘蔗总产量仅仅落后于巴西、印度,位居世界第三。
目前,甘蔗种植产业的发展为我国甘蔗主产区的经济发展和当地农民的收入带来了巨大的改变和影响,使蔗农得以脱贫致富,同时,甘蔗产业的发展对我国的经济建设、食糖供给和国家能源的保障等是巨大的改变,也具有非常重要的现实意义。
甘蔗作为一种宿根作物, 一年仅能收获一次,一至两年后留下的宿根产量逐渐降低,最终则被淘汰,同时,甘蔗的种植作业在甘蔗生产过程中是劳动强度最大、最重要的,甘蔗种植作业的质量对新植和宿根蔗的产量有着重要影响。
2. 课题关键问题和重难点
1. 在甘蔗段的分选设计中的关键问题:甘蔗段图像的采集、图像的处理、驱动机器进行分选(1)图像的采集过程中要选择摄像机的类型和摄像时需要的光源,这些会影响到图像的品质。
同时图像数据的传输需要用到图像采集卡,图像采集卡用于数据的传输需要连接图像采集和图像处理系统。
(2)图像处理的时候需要对图像进行增强和图像分割,这个过程可以初步描绘出目标物体的基本轮廓,并通过一系列算法得到甘蔗段的边缘灰度图像,从而判断甘蔗段是否有茎节(3)甘蔗段选好后通过matlab向单片机发送信号,单片机接收到信号后控制驱动器驱动机器进行分选2. 甘蔗段分选设计中的难点:图像的增强、图像的分割图像增强是为了增强图像各个部分之间的明暗对比度,利用灰度变换的手段增强图像目标与背景间的对比度,以便突出图像的目标部分。
3. 国内外研究现状(文献综述)
甘蔗是我国最重要的糖料作物,主要分布在云南、福建、海南、广西及广东等省区,其种植面积占我国常年糖料种植面积的 85% 以上,产糖量占全国食糖总产的 90% 以上[[[] ]]。
所以为了甘蔗利用的可持续发展甘蔗种的选取就成了一份必不可少的工作。
以往采用人工种植,每人每天的种植面积约为333.3m2,工作强度大,效率低且很不经济,因此,甘蔗的机械化种植对甘蔗产业的发展越来越必要且迫切。
4. 研究方案
方案的不同主要表现在识别茎节的算法上的不同,因为识别方法的不同会对部分硬件设备有特殊要求方案一:基于机器视觉的支持向量机的甘蔗段的分选svm的基本思想是把训练数据非线性的映射到一个更高维的特征空间(hilbert空间)中,在这个高维的特征空间中寻找到一个超平面使得正例和反例两者间的隔离边缘被最大化。
svm的出现有效的解决了传统的神经网络结果选择问题、局部极小值、过拟合等问题。
首先选择最优分类面然后找出两类数据样本,各样本在二维图像中分别对应不同的分类函数,如果一个线性函数就完全可以把两类所有样本分开,那么就称这些数据是线性可分的;否则称非线性可分。
5. 工作计划
第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关文献资料,列出阶段实施计划;第 2 周 阅读相关资料,理解有关内容;第 3 周 翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;第 4 周 确定传感器、信号检测与输出控制,参阅有关资料,分析信号调理电路工作原理;第 5 周 进一步完成方案论证,熟悉图像处理等软件;设计信号调理等电路参数;第 6 周 阅读有关单片机设计方面的资料,设计单片机扩展电路,准备期中检查;第 7 周 在Protel中绘制单片机系统电路原理图,分析单片机扩展电路工作原理;第 8 周 理解指令电路、显示电路及扩展电路的关系,设计控制软件流程图;第 9 周 设计系统软件程序,;第10周 硬件制作/完善软硬件设计,实验数据测试分析;第11周 软硬件联调/软件调试,整理、撰写毕业论文,提交论文初稿;第12周 进行毕业设计论文写作,撰写业务总结报告,接收验收成果,接受答辩资格审查;第13周 规范化检查,评阅教师评阅论文;第14周 制作完善答辩ppt,准备参加答辩。
