基于感应计数的甘蔗种切割防伤芽系统的设计与试验

针对目前甘蔗种植机切种伤芽率高的难题,该文设计了一种基于感应计数的甘蔗种切割防伤芽系统。在甘蔗种输送过程中,该系统利用自行设计的电阻式感应计数装置将相对于甘蔗茎秆凸起的甘蔗种芽信号转换为可识别的电信号后,利用单片机对其执行种芽计数操作;根据农艺要求及其计数结果,进而控制甘蔗种切断刀切断甘蔗种。为优化该系统性能,以保证蔗种和种芽的完好性为前提,对系统的切割过程进行受力及防伤芽分析,进而确定感应计数装置与切刀的最佳安装距离,以确保计数达到要求后切刀完全避开种芽,从而实现蔗种切割防伤芽功能。试验表明:该系统对种芽的计数准确率达98.87%,平均伤芽率为1.57%,较无防伤芽系统的2Cz-2甘蔗种植机的伤芽率低6.3%,系统的防伤芽性能显著,满足设计要求。该研究为甘蔗种植机械的设计提供了参考。     

基于Bayes决策的甘蔗种芽完好性检测与试验

由于甘蔗种芽的好坏直接影响来年新植甘蔗的出芽率,针对目前甘蔗机械化种植过程中无法实现种芽完好性检测的难题,该文提出一种基于Bayes决策的甘蔗种芽完好性分类方法,将甘蔗种芽分为完好与破损2类。首先利用计算机视觉技术,采集甘蔗种芽图像,在截取有效的种芽区域图像并提取出包括灰度最大值在内的5个分类特征的基础上,统计种芽区域图像特征值的分布情况;然后分析特征值的曲线分布图,利用这些特征的均匀分布区间占整个分布区间的百分比以及完好和破损2类种芽相应百分比的差值,确定能够简化为均匀分布的特征,并将其作为最终的分类特征;再结合全概率公式和贝叶斯公式,将确定的分类特征的类条件概率和先验概率转换为后验概率,通过比较后验概率的大小进行分类;最后选择常见的3个甘蔗品种作为研究对象,利用Matlab对样本进行种芽完好性分类处理。试验结果显示,3个品种的种芽完好性分类准确率分别为92.09%、93.49%和93.02%,破损种芽的分类准确率分别达到98%、97%和96%,该分类方法能够实现甘蔗种芽完好性的分类功能。