隨著人們生活水平的日益提高,對蘋果品質(zhì)的要求也越來越高。蘋果的外部品質(zhì)是蘋果分級的重要依據(jù),直接影響著消費(fèi)者的購買欲望。果形和顏色是蘋果外在品質(zhì)最主要的兩大參數(shù),傳統(tǒng)的基于PC機(jī)的蘋果分級檢測系統(tǒng),存在檢測效率低、分級速度慢、體積龐大、系統(tǒng)復(fù)雜等問題,在普通果農(nóng)及中小企業(yè)中很難推廣。為了降低水果檢測分級系統(tǒng)成本,提高檢測分級的精度和速度,促進(jìn)自動(dòng)檢測分級裝置的普及化,進(jìn)而提高果農(nóng)收入,開發(fā)并研究快速、精確、低成本的蘋果品質(zhì)檢測分級系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。由于嵌入式系統(tǒng)具有體積小、成本低、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn),在機(jī)器視覺等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本課題主要研究內(nèi)容是以嵌入式系統(tǒng)為平臺(tái),以機(jī)器視覺技術(shù)為手段,開發(fā)一套蘋果果形及顏色的實(shí)時(shí)識別與分級系統(tǒng),可以快速、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)蘋果果形和顏色的檢測。對于提高蘋果的經(jīng)濟(jì)效益,提升蘋果市場的競爭力有著重要的意義。論文的主要工作如下:(1)完成系統(tǒng)平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)。完成了LCD驅(qū)動(dòng)的移植、USB攝像頭驅(qū)動(dòng)、NFS文件系統(tǒng)的構(gòu)建;搭建了嵌入式Linux交叉編譯環(huán)境;并在linux下編譯配置QT,移植到嵌入式開發(fā)板上。(2)搭建步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)與圖像采集系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾軸運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)蘋果在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上滾動(dòng)前進(jìn)。完成了PWM驅(qū)動(dòng)編寫移植、借助QT實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)速度與轉(zhuǎn)動(dòng)方向的控制。圖像采集系統(tǒng)主要完成圖像的采集,系統(tǒng)以V4L2編程框架為基礎(chǔ),采用CMOS攝像機(jī)實(shí)時(shí)采集蘋果圖像并傳送到嵌入式開發(fā)板中,然后通過mmap映射,繞過了內(nèi)存緩存區(qū),在LCD屏幕上實(shí)時(shí)顯示圖像與檢測結(jié)果。(3)對采集到的蘋果圖像進(jìn)行預(yù)處理。檢測圖像中蘋果的果形和顏色時(shí),對采集到的蘋果RGB圖像進(jìn)行光照補(bǔ)強(qiáng),降低光照變化和不均勻性帶來的影響;在此基礎(chǔ)上,提取蘋果圖像的RGB分量,計(jì)算各像素R、G、B分量的綠(G)/藍(lán)(B)和紅(R)/綠(G)比值,通過訓(xùn)練獲得其分割閾值,實(shí)現(xiàn)蘋果圖像和背景的準(zhǔn)確分割。(4)利用機(jī)器視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)蘋果果形和顏色的檢測分級。在蘋果的果形檢測過程中,首先對蘋果圖像進(jìn)行標(biāo)定,然后采用圓度來描述蘋果的果形,計(jì)算蘋果最小半徑與最大半徑的比值,實(shí)現(xiàn)對蘋果果形的檢測;在蘋果的顏色檢測過程中,通過基于超紅-超綠閾值分割法對分割后的蘋果圖像進(jìn)行紅色區(qū)域檢測和面積計(jì)算,實(shí)現(xiàn)對蘋果顏色的檢測。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S661.1;TP391.41

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本文編號：1802698