基于LabVIEW的水稻精量穴播排種器排種質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、水稻精量穴直播是一種先進(jìn)的輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)，已日益被農(nóng)民所接受。結(jié)合此技術(shù)研制的水稻精量穴直播機(jī)也在全國(guó)較大區(qū)域應(yīng)用，水稻精量穴播排種器作為水稻精量穴直播機(jī)的核心部件，其排種性能對(duì)水稻精量穴直播機(jī)作業(yè)質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。在水稻精量穴播排種器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能改進(jìn)研究中，為檢測(cè)其性能，目前主要依靠人工進(jìn)行測(cè)量穴粒數(shù)、穴距和穴徑等關(guān)鍵參數(shù)，存在測(cè)量不準(zhǔn)確、測(cè)量誤差大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力等問(wèn)題。為此，本課題設(shè)計(jì)了一種基于LabVIEW的水稻精量穴播排種器排種性

2、能自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)水稻精量穴播排種器的穴粒數(shù)、穴距和穴徑的自動(dòng)測(cè)量。其主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）開(kāi)展了水稻精量穴播排種器性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)最佳拍攝光結(jié)構(gòu)研究。根據(jù)原實(shí)驗(yàn)室已有的排種試驗(yàn)臺(tái)，設(shè)計(jì)了檢測(cè)系統(tǒng)的拍攝光結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)45°懸掛式光結(jié)構(gòu)、90°平照光結(jié)構(gòu)、180°背光照明式光結(jié)構(gòu)三種光結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)采取180°背光照明式光結(jié)構(gòu)，將光源放置于攝像機(jī)下方，攝像機(jī)距離輸送帶208mm時(shí)，攝像機(jī)接收到的光亮適中，對(duì)采集到的

3、圖片處理后，得到的圖像效果最佳。
　?。?）開(kāi)展了種子圖像處理程序設(shè)計(jì)?；贚abVIEW圖形化編程軟件，設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的圖像處理程序，可對(duì)攝像機(jī)采集到的動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行處理，提取出種子目標(biāo)。本課題的圖像處理程序通過(guò)基于顏色圖像的RGB-HSI模型中提取H平面，進(jìn)行閾值分割，再進(jìn)行腐蝕處理，提取種子信息。試驗(yàn)結(jié)果表明，此方法能將種子從輸送帶的復(fù)雜背景中分離出來(lái)，達(dá)到種子識(shí)別的目的，識(shí)別準(zhǔn)確度達(dá)到100％。
　?。?

4、）開(kāi)展了種子分穴算法研究。圖像處理后，識(shí)別出的種子進(jìn)行像素水平投影，得到種子水平像素分布波形圖，對(duì)波形圖進(jìn)行差值平滑處理得到種子穴的中心坐標(biāo)和穴邊界坐標(biāo)，通過(guò)計(jì)算兩穴的中心坐標(biāo)之間的距離獲得穴距，通過(guò)計(jì)算每穴的起始邊界坐標(biāo)的距離得到穴徑。
　?。?）開(kāi)展了種子穴粒數(shù)的檢測(cè)方法研究。在分穴的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)每粒種子的橫坐標(biāo)X與對(duì)應(yīng)每穴的邊界坐標(biāo)Xi的橫坐標(biāo)進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)種子在對(duì)應(yīng)穴邊界范圍內(nèi)的個(gè)數(shù)即得到種子粒數(shù)。
　?。?）開(kāi)展

5、了識(shí)別破碎種子和雜質(zhì)，識(shí)別重疊種子的方法研究。試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)得出：1粒種子的面積范圍在344Pixel-830Pixel之間，2粒種子重疊的面積范圍在970Pixel-1600Pixel之間，3粒種子重疊的面積范圍在1660Pixel-2470Pixel之間，4粒種子的面積范圍在2521Pixel-3135Pixel之間，通過(guò)判斷圖像中目標(biāo)種子像素和試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的種子像素面積的大小，進(jìn)行破碎種子和雜質(zhì)、重疊種子的識(shí)別。
　?。?）開(kāi)展了室內(nèi)

6、臺(tái)架試驗(yàn)，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)性能進(jìn)行了測(cè)試。在攝像機(jī)高度為208mm，曝光時(shí)間設(shè)置為1/125s，排種器類(lèi)型為機(jī)械式水稻精量穴播排種器，輸送帶轉(zhuǎn)速為149r/min，排種器轉(zhuǎn)速為30r/min的條件下，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，并和人工檢測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得到系統(tǒng)檢測(cè)穴粒數(shù)的最大絕對(duì)誤差為+3粒，平均絕對(duì)誤差為0.450粒，最大相對(duì)誤差為+50%，平均相對(duì)誤差為9.062%，檢測(cè)準(zhǔn)確率為69%；系統(tǒng)檢測(cè)穴徑的最大絕對(duì)誤差為+8.615mm，平均絕