基于视频的红枣振动响应姿态的图像处理及数据计算开题报告

1. 研究目的与意义

我国是世界枣原产地和主产国，世界90%的红枣产自中国，新疆红枣产量位居全国第一。

红枣的采收作业是林果生产中最耗时、最费力的一个环节，季节性强、劳动强度大、费用高，其所用劳动力占整个生产过程的35%-45%。

目前，常用的采收技术多采用机械振动激振果树使果实脱落，其优势在于振动式收获能够快速有效地分离成熟果实，适合大面积、规模化果品生产。

2. 国内外研究现状分析

由于国外红枣不是主产原，所以关于红枣采收时红枣的振动相应姿态和图像处理等研究较少。Torregrosa A, Albert F,和Aleixos N等采用高速摄影仪对柑橘进行了振动采收时柑橘的运动状态的记录，并通过软件对图像和数据进行了处理和分析得出了柑橘在振动采收时的姿态、运动轨迹、速度、加速度和转角，了解了柑橘在振动采收过程中的速度、位移、转角的变化规律，为振动机械化采收提供了必要的理论依据。Fabio Lucioo Santos等对不同品种的咖啡树进行振动试验研究达到了最优的采收频率并发现果实在采收过程中和机器的频率和振幅密切相关。

国内因红枣是主产国，对于红枣采收机械和枣树力传递等研究较多。王丽红、何荣、付威等通过二次回归通用旋转组合的试验设计方法，建立了红枣采净率与振幅、频率、振动时间三个因素之间的数学模型。吕梦璐、王春耀、罗建清等利用Phantom软件对拍摄的视频图像进行分析计算得到了落果的运动规律，了解了整个落果过程并量化了杏果实的力学性能参数。蔡菲、王春耀、王学农等也利用Phantom控制软件对图像进行了追踪、捕捉、分析和计算，得出果实在激振力作用下脱离枝干的运动规律和果实脱落时的加速度与惯性力，为振动式果品收获机的研制提供了理论依据。但是对于落果的响应姿态等方面的研究还很薄弱，须进一步的加强研究。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：获取红枣在激振下动态响应的运动轨迹；获取红枣振动响应的位移、速度及加速度值；计算红枣在振动过程中的空中姿态及转角。

计划：12月31日至1月20日 收集资料、文献；撰写开题报告和文献综述；

1月21日至3月10日 熟悉课题、查看资料、确定总体试验方案；

4. 研究创新点

运用Phantom软件对不同鲜度的红枣在不同的激振方式下以何种响应姿态的研究。