随着农业机械的智能化发展,视觉检测技术在农业机械领域得到广泛应用,农作物的识别与定向方法成为研究热点。甘蔗是我国主要的制糖作物,现已成为广西最大的战略经济作物和农民增收的主要经济来源,甘蔗种植时需满足蔗种蔗芽朝向种沟沟壁的农艺要求。目前,完全依靠人手对蔗种进行定向调整来满足甘蔗种植农艺要求,甘蔗定向种植自动化技术成为智能农业机械快速发展的瓶颈。本研究以蔗种为试验对象,设计了一种基于机器视觉的蔗芽识别和位姿调整系统,研究蔗芽识别与位姿调整算法。具体研究内容如下:（1）设计并搭建了用于视觉检测的蔗种图像采集系统,分析确定工业相机、镜头和光源的类型与型号,为消除镜头畸变对采集蔗种图像的不利影响,采用“张氏标定法”对相机进行标定。（2）通过中值滤波和Otsu阈值分割法对各类型蔗种感兴趣区域进行分割提取,有效滤除了背景噪声区域与非蔗芽区域。提出了基于连通域的标记算法,从感兴趣区域的颜色和形状特征中提取5个特征参数,参与后续蔗种位姿识别研究。（3）为实现精准识别蔗芽,提出基于模糊集理论与小波变换技术的蔗芽识别算法。通过分析H分量下的蔗种图像,运用腐蚀、求反等形态学运算对蔗种图像进行处理。基于模糊集与浮雕算法对H分量下的蔗种进行图像增强,进一步凸显蔗种区域,并基于小波变换的边缘检测算法提取蔗芽轮廓。通过图像乘法与形态学运算对蔗芽轮廓与蔗芽区域的噪声进行去除,含蔗芽面与不含蔗芽面检测试验结果是:含蔗芽面识别准确率为92.5%,不含蔗芽面识别准确率89.2%。（4）为解决蔗芽位置识别与蔗种调向问题,提出基于蔗芽位置的蔗种位姿识别与定向调整方法。利用支持向量机分类器分别对非边缘与边缘位置感兴趣区域进行分类,分类准确率分别为94.8%、91.7%。利用蔗芽位置分析蔗种位姿,建立蔗种位姿空间模型,计算蔗种位姿偏转角度。提出基于决策树改进优化蔗种位姿识别算法,以解决利用两种不同支持向量机对非边缘与边缘位置存在误识别的问题。（5）完成蔗种位姿识别后,依据不同位置状态下的蔗种位姿偏转角度信息,计算蔗种定向调整角度,确定蔗种位姿调整方案,完成对不同位姿状态下蔗种定向调整的运动规划。试验结果表明,蔗种位姿定向调整的成功率为94.5%,能够满足蔗种定向种植的农艺要求。