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精密排种器是精密播种机的核心部件,排种性能检测是提高排种器质量的重要环节。本文在现有JPS-12精密排种性能检测试验台基础上,运用图像处理理论,进行了排种器精播、穴播、条播性能的视觉检测系统及关键技术研究。主要包括以下几个方面:
1)分析排种器性能视觉检测系统工作原理以及试验台结构,建立由CCD摄像机、图像采集卡以及计算机等组成的排种器性能检测系统。结合采集卡自带函数库,利用VB与MATLAB混合编程开发了排种器性能视觉检测软件包——VDSSP。
2)提出快速、高效的图像预处理方法,主要包括:提取种子图像R分量完成灰度化;结合种子灰度直方图单峰特点,提出预处理式固定阈值法进行阈值分割;比较两种常见平滑方法,指出不足,尝试3×3快速中值滤波法,提高了处理速度;经过小区域消除,最终完成图像预处理,达到预期效果。
3)给出基于形态学图像处理的种子特征提取方法,即利用形态学基本运算解决图像中多粒种子的连接问题;使用标号算法对种子区域快速标记,同时完成其数量和面积统计,并利用矩特性求出种子质心坐标,为排种器性能检测提供依据。
4)研究机器视觉条件下精播、条播和穴播的种子精度相关检测算法及图像拼接技术,根据播种机相关试验标准,建立了排种器性能视觉检测模型。
5)进行排种性能视觉检测系统安装调试,得出相关播种方式检测精度。经试验对比,视觉检测结果与人工检测相对偏差小于5.7%,符合检测要求。最后,对检测系统误差作分析,指出了其存在的几种主要误差。
本文着眼于排种器性能检测效率的提高,研制的排种器性能视觉检测系统安全可靠,可实现多种排种器的性能检测。