基于FCM及HSV模型的方格蔟黄斑茧检测与剔除技术

桑蚕业缫丝前需要对蚕茧进行检测分类,剔除黄斑茧等下茧对于提高缫丝质量非常关键。我国蚕虫上蔟多用纸板方格蔟,方格蔟在使用过程由于挤压、受潮等原因极易变形,另外,营茧方格蔟一般覆盖一层茧衣,使自动检测方格蔟蚕茧质量并准确剔除黄斑茧等下茧极其困难。采用基于模糊C均值聚类(FCM)及HSV模型的黄斑茧检测算法,在采茧过程中直接对蚕茧进行图像分割和黄斑茧检测,使用基于机器视觉的直角坐标式自动采茧机对黄斑茧进行定位剔除试验。首先对方格蔟正面原始图像使用FCM分割,消除蚕茧茧衣及方格蔟边框,得到蚕茧二值图像;对FCM分割后的蚕茧二值图像与方格蔟原始图像进行掩膜,实现对方格蔟内单个蚕茧的提取;对提取到的单个蚕茧,根据HSV空间累积颜色直方图的黄斑颜色H分量的比例是否达到黄斑茧的定义阈值,逐个进行黄斑茧判断;然后,对检测到的黄斑茧,保存其连通域中心坐标作为其图像位置坐标,经过视觉测量确定蚕茧在笛卡尔空间中的世界坐标。使用基于机器视觉的直角坐标式方格蔟自动采茧机,对方格蔟黄斑茧进行定位剔除试验,该算法对方格蔟内黄斑茧的平均检测正确率为81.2%,黄斑茧坐标最大定位偏差为3.0 mm,对单张方格蔟图像进行分割和黄斑茧检测的平均时长为1.271 s,对茧衣附有桑叶梗或碎桑叶的蚕茧没有误检测,但对黄斑位于边缘处的蚕茧检测效果不好。     

基于实例分割的番茄串视觉定位与采摘姿态估算方法

准确识别定位采摘点，根据果梗方向，确定合适的采摘姿态，是机器人实现高效、无损采摘的关键。由于番茄串的采摘背景复杂，果实颜色、形状各异，果梗姿态多样，叶子藤枝干扰等因素，降低了采摘点识别准确率和采摘成功率。针对这个问题，考虑番茄串生长特性，提出基于实例分割的番茄串视觉定位与采摘姿态估算方法。首先基于YOLACT实例分割算法的实例特征标准化和掩膜评分机制，保证番茄串和果梗感兴趣区域(Region of interest, ROI)、掩膜质量和可靠性，实现果梗粗分割；通过果梗掩膜信息和ROI位置关系匹配可采摘果梗，基于细化算法、膨胀操作和果梗形态特征实现果梗精细分割；再通过果梗深度信息填补法与深度信息融合，精确定位采摘点坐标。然后利用果梗几何特征、八邻域端点检测算法识别果梗关键点预测果梗姿态，并根据果梗姿态确定适合采摘的末端执行器姿态，引导机械臂完成采摘。研究和大量现场试验结果表明，提出的方法在复杂采摘环境中具有较高的定位精度和稳定性，对4个品种的番茄串采摘点平均识别成功率为98.07%,图像分辨率为1 280像素×720像素时算法处理速率达到21 f/s,采摘点图像坐标最大定位误差为3像素...     

田间果蔬采摘机器人视觉传感器设计与试验

针对田间果蔬采摘机器视觉识别与定位的需求,设计嵌入式采摘视觉传感器,内嵌130万像素CMOS图像传感器和开放性MCU,配置亮度处理模块和室外光自适应控制专家库,解决室外光变化影响视觉检测的难题.用主从传感器构造双目视觉系统,配置图像分割和测距算法,进行采摘目标的识别与定位.经试验和测试,在采摘臂长范围内,对成熟西红柿的识别有效率为96%,位置误差±12 mm.     

基于机器视觉的茶陇识别与采茶机导航方法

为提高机器采摘茶叶整体质量及采摘效率,提出一种基于机器视觉的机采茶陇识别与采茶机导航的方法。在采茶机器的前方配置摄像头用于获取待采摘茶陇的视频图像,对安装在采茶机上的摄像机内外参数进行离线标定;对茶陇的视频图像用高斯滤波、颜色坐标系转换、局部OTSU多阈值法图像分割、最小二乘法直线拟合等算法进行处理,提取出茶陇的左右边缘线;根据标定结果计算出茶陇中心线,并在驾驶座的显示屏上标识出目前采茶机的采摘状态,包括茶陇中心线和采茶机的偏移情况,提示驾驶员根据识别结果进行适当调整。实验结果表明,提出的基于机器视觉的机采茶陇识别及采茶机导航的方法能有效解决目前机采茶叶老嫩茶叶一刀切下的弊端,为完全自动化采摘奠定了基础。     

基于YOLOv3算法与3D视觉的农业采摘机器人目标识别与定位研究

为解决目前农业采摘机器人目标难以识别与定位的问题,在原有农业采摘机器人的基础上,提出一种改进YOLOv3算法和3D视觉技术相结合的方法,实现目标的准确识别和精准定位,并利用标定完成目标坐标系和机器人坐标系的转换。通过试验分析改进YOLOv3算法的性能,并与之前的YOLOv3算法、Fast RCNN算法和Faster RCNN算法进行综合比较,研究表明所采用的改进YOLOv3算法和3D视觉具有较高的识别准确度和定位精度,识别准确率分别提高55%、9%、1.4%,最大定位误差分别降低0.69、0.44、0.28 mm,可以较好地完成后续采摘工作,对于农业机器人的发展具有重要的参考价值。     

西红柿采摘机器人视觉系统的研究

针对果实采摘机器人果实识别率低的问题,设计了一组用于西红柿识别和定位的双目立体视觉系统,为机器人的采摘作业提供更有利的条件。为此,采用Bumblebee双目立体视觉系统,基于成熟果实与植株颜色特征的差异进行图像分割,来识别成熟的西红柿;在完成相机标定、特征点提取和特征点匹配的基础上,通过三维空间定位获取果实的三维坐标。实验结果表明:该系统果实识别的整个过程平均耗时150ms,对成熟西红柿的识别率达到99%,测试误差在10mm以内,能够较好地满足西红柿采摘工作的要求。     

野外非结构化环境下番石榴视觉三维感知研究

自然环境下的番石榴与背景颜色相似,视觉特征稀缺,光照条件复杂,对其进行准确的识别和测量是一项具有挑战性的工作.为此,结合全卷积神经网络与双目立体视觉原理,基于具有强鲁棒性的图像分割算法及高精度视觉三维测量算法,构建了适用于野外番石榴采摘的实用和稳定的视觉算法框架.试验结果表明:图像分割的均交并比为85.3％,双目视觉系...     

基于单目视觉与超声检测的振荡果实采摘识别与定位

针对采摘机器人在果实振荡情况下因难以精确定位影响采摘效率的问题,提出了一种基于单目视觉与超声检测的振荡果实识别与定位方法。首先对采集的振荡果树图像序列进行基于色差R-G的Otsu阈值分割和形态学处理,接着对图像果实区域进行灰度填充,将处理后的图像序列叠加得到复合图像和目标果实运动区域,求取振荡果实在图像运动区域的二维平衡位置坐标。然后机械手在视觉引导下运动,其末端指向振荡果实二维平衡位置坐标,同时超声传感器检测目标果实深度信息并提取超声回波信号峰峰值进行果实识别,当检测到果实处于适合采摘位置时,机械手爪抓取果实。采摘试验表明,采摘成功率为86%,验证了所采用方法的有效性,为实现采摘机器人实用化提供了参考。     

采摘机器人定位导航系统设计 —基于机载三维激光成像电力巡线

采摘机器人作为一种典型的农业机器人,一直未得到普及,其主要受限于果实空间分布的不规律性,以及存在视觉定位及采摘方式等技术难题。为此,将机载三维激光成像电力巡线技术引入到采摘机器人的定位导航系统的设计过程中,通过果实的圆形检测和三维重构来确定果实的质心坐标,以提高采摘机器人导航视觉的精度和效率。为了验证方案的可行性,对果实图像采集和处理的准确性进行了测试,结果表明:视觉导航系统可以成功得到标准的圆形图像,通过三维重构后,质心坐标的计算结果和测量结果基本吻合,且对果实的成功识别率较高,从而验证了方案的可靠性。     

基于图像边缘检测技术的采摘机器人视觉系统设计

采摘机器人作业环境复杂,视觉系统往往不能准确对待采摘的果树或者果实进行准确的定位。为了提高采摘机器人视觉系统的定位精度,引入了图像边缘检测技术,通过提取待采摘果树或者果实的边缘,计算果实的位置坐标,为采摘机器人的自主行走定位和采摘作业提供可靠数据支持。为了验证方案的可行性,以待采摘果树的特征边缘提取为例,对系统的果树边缘提取的可行性及定位准确性进行了实验。实验结果表明:采用基于图像边缘检测技术的采摘机器人视觉系统可以成功地对果树进行定位,并输出果树的位置坐标,将位置坐标和实测位置坐标进行对比发现,其结果基本吻合,具有较高的定位精度。     

种茧自动削口分离装置设计

种茧自动分离装置能精确、完整地切割种茧,并将茧壳和蛹分离,根据种茧的大小和高度不同,自动调节切削刀片的位置,保证切削位置始终保持在种茧高度的2/3左右,使切口位置均匀、一致,不损伤蚕蛹.其硬件部分主要包括夹持机构和转臂切削机构,在每个转臂上都安装有倾角传感器.系统中安装有种茧长度检测装置,可对不同的蚕茧长度调整切削刀位置,实现对不同蚕茧高度的适应能力.软件部分用PIC16F877作为核心芯片对各个传感器和电磁离合器进行控制,芯片和传感器配合使整个软件控制是一个闭环控制,保证了装置的作业精度.     

机器视觉技术在蚕茧无损检测中的应用研究

应用机器视觉技术研究了进行蚕茧无损检测的方法。在日光条件下采集蚕茧图像,运用数字图像处理技术和专用软件,对其图像进行分析、处理。根据数学形态学的方法计算其面积、相关系数和R、G、B值。并利用这些参数高效快速地判断蚕茧是否为畸形茧、双宫茧、烂茧、霉茧和特小茧。为进一步进行蚕茧分级奠定了理论基础。     

基于振动信号的蚕茧质量无损检测方法

提出了一种根据振动信号无损检测蚕茧质量的方法,对振动信号进行小波分解重构蚕蛹的随机振动信号,提取了与蚕蛹质量有关的特征值,利用模糊聚类的方法优选了特征值,然后建立了蚕茧质量无损检测的BP神经网络模型。试验证明该检测方法有效可行。     

基于近红外漫透射光谱信息的蚕茧雌雄检测

采用Maya2000pro型近红外光谱分析仪,以3个品种共491粒蚕茧为实验对象,进行了450~1 050 nm波段内的漫反射和漫透射光谱采集和比较。随后对漫透射光谱数据进行了均值中心和一阶求导预处理,并分别对3个品种以及全部样本通过偏最小二乘判别法(PLSDA)进行了判性预测分析。结果表明:相对于漫反射光谱,漫透射光谱更能反映出雌雄蚕蛹组分特性的不同;基于漫透射光谱的PLSDA预测结果显示,分别针对3个品种的鉴别结果(试东A·华3x C·7532判性真雌性率、真雄性率和精确度分别为89.796%、92.424%和90.854%;化中2·华3x C·7532判性真雌性率、真雄性率和精确度分别为96.250%、94.253%和95.210%;9·芙x7·湘判性真雌性率、真雄性率和精确度分别为97.260%、91.954%和94.375%)和全部样本混在一起的雌雄鉴别结果(真雌性率、真雄性率和精确度分别为94.024%、92.917%和93.483%)都较好。     

桑蚕鲜茧干壳量的可见/近红外光谱无损检测

选择Savitzky-Golay平滑作为光谱数据的预处理方法,根据偏最小二乘模型的回归系数进行有效波长的选取,最终筛选出了桑蚕鲜茧干壳量指标在可见/近红外光谱谱区的7个有效波长,并结合多元线性回归建立干壳量的检测模型.该模型运算简单且检测精度较高,预测决定系数和剩余预测偏差分别为0.7587和2.0464,是应用可见/近红外光谱检测桑蚕鲜茧干壳量的理想模型.     

Irrigation performance and waterlogging and salinity

This paper describes the processes by which irrigation development may induce waterlogging and salination of land. The harm done by this type of waterlogging and salination is briefly discussed as well as the available remedial measures. Three illustrative cases are also described. Finally, some specific suggestions are made on the coverage of irrigation induced waterlogging and salination in an irrigation performance assessment.     

药品仓储无线温湿度监控系统设计与实现

鉴于药品本身的特殊性受环境温度及湿度因素的影响较大,本系统设计一款专门针对基层中小型药房使用的无线温湿度监控系统,具有"实用、小巧、成本低、移动性好"的特点。本系统选用Nrf905无线数据收发模块解决布线成本高及不便移动的问题。     

机械设备的管理与维修保养

随着我国社会经济的迅速发展,我国在施工中的机械现代化得到了很大的发展。但是在机械设备的管理与维修保养中仍然还存在着较大的问题,机械设备的使用、管理、维修保养在某种程度上几乎占据了机械设备的大部分寿命周期,因此做好机械设备的管理与维修保养十分必要,它作为企业管理工作当中的基本工作不仅关系到企业的生产经营,而且对于企业发展也具有重要的意义。文章就机械设备管理与维修保养进行简单的阐述,并提供一些可供参考的意见和措施。     

高速公路机电系统维护管理的思考

机电系统是高速公路现代化管理的支撑系统,主要包括通信、监控和收费三大系统,其工作的特点是分布地域广、稳定性、可靠性要求高.要使该系统处于良好的工作状态,不仅取决于设备本身,更重要的是取决于设备运行中的维护管理,所以人员和环境的维护管理至关重要.