马铃薯制种是马铃薯种植业中非常重要的一个步骤,人工进行马铃薯种切块时,飞溅的消毒液,锋利的切刀,恶劣的工作环境,极易对工作人员的身体造成伤害,若长时间进行切块工作,不仅容易造成工作疲劳且难保证马铃薯种切块工作的效率和准确性,因此对基于图像处理的马铃薯种智能切块技术进行了研究。研究应用工业机器人,通过机器人仿真软件和三维建模软件,搭建了马铃薯种智能切块机器人工作站模型。设计了基于工业机器人的马铃薯种切刀,给出了马铃薯种切刀的重要参数,创建了通讯过程中的I/O信号,并进行了信号通讯,编写了马铃薯种切块调试程序。根据马铃薯种切块工作的需要,研究了质心跟踪系统及其组成。为了给马铃薯种切块机器人提供下刀位置和切刀转动方案,针对CCD相机采集的马铃薯种图像可能产生的运动模糊、噪声污染等情况,提出了如下解决方案:通过在图像处理软件中缩短运动图像的延时距离来获得清晰的马铃薯种图像;通过中值滤波图像算法使被噪声污染过的马铃薯种图像恢复清晰;通过增强马铃薯种图像的灰度、二值化处理等方法使马铃薯种图像的边缘更加明显,为后期选择Prewitt边缘算子检测获得清晰的马铃薯种边缘图像做了的准备,从而可以准确获得马铃薯种的质心位置;最后通过提取了HSV色彩空间中马铃薯种的色彩饱和度图像获得了马铃薯种芽的位置。本文对马铃薯种切块机器人进行了运动学分析,首先将工业机器人的模型进行了更改,在机器人末端法兰的位置固定设计好的马铃薯种切刀,运用D-H参数法确定了切块机器人各连杆参数,在分析软件Matlab的Robotics工具箱中完成了马铃薯种切块机器人的建模,并对建立好的模型进行了正逆运动学求解,验证了所建立模型的准确性。运用五次多项式插值方法对马铃薯种切块机器人的运动方式进行了优化,设定了执行切刀末端点的初始和终止位置,通过观察执行切刀末端点的位移曲线及关节角曲线的变化规律,验证了马铃薯种切块机器人空间轨迹规划的准确性。根据马铃薯种图像处理的结果,按照养分分布均衡、马铃薯种芽分散、选择优质马铃薯种芽切块的原则设计了马铃薯种切块决策机制,建立了三种马铃薯种切刀的图像模型,详细介绍了切块决策方案,编写了马铃薯种切块程序,对提出的马铃薯切块决策机制进行了仿真实验分析,验证了马铃薯种切块决策机制设计的合理性。本文研究的基于图像处理的马铃薯种智能切块技术,对发展智能马铃薯种切块工作具有重要意义。