【摘要】：油菜聯(lián)合收割機的前進速度是決定其收割效率的關(guān)鍵因素,收割機前進速度則主要由收割機前進方向上的油菜作物疏密度和后方收獲損失率這兩個參數(shù)決定。然而在實際生產(chǎn)中,主要由駕駛員依據(jù)自身收獲經(jīng)驗預(yù)估以上兩個參數(shù),并控制前進速度,容易導(dǎo)致誤判,嚴(yán)重時會引起傳輸系統(tǒng)阻塞,造成故障,影響收獲質(zhì)量和效率。為此,本文首先在分析油菜聯(lián)合收割機工作流程的基礎(chǔ)上,根據(jù)收割機工作情況以及田間作物生長特點,設(shè)計了一套油菜收獲疏密度及損失實時檢測系統(tǒng),為油菜的智能化收獲提供支撐。本文的主要研究內(nèi)容包括:(1)作物疏密度檢測部分:結(jié)合成熟期田間油菜生長特征,基于決策樹、支持向量機以及卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三種主流算法,經(jīng)過實驗驗證,采取卷積神經(jīng)網(wǎng)路作為疏密度檢測主要算法,并針對該算法計算量大、實時性差的缺陷,給出改進的模型壓縮算法,實現(xiàn)了油菜收獲疏密度實時檢測;(2)收獲損失檢測部分:基于目標(biāo)檢測、圖像分割以及霍夫變換算法這三種解決方案,經(jīng)過實驗驗證,按照實時性和準(zhǔn)確性要求,改進了霍夫變換算法并應(yīng)用于本課題中,較好地實現(xiàn)了油菜收獲損失率檢測;(3)最后,通過對該系統(tǒng)進行實驗室模擬與田間實驗,驗證了本文所設(shè)計的疏密度與損失檢測系統(tǒng)的有效性和科學(xué)性,控制效果明顯優(yōu)于駕駛員的經(jīng)驗操作。本文的研究內(nèi)容是2016年科技部重點專項“智能化油料收獲裝備和技術(shù)研發(fā)”的一部分,研究成果將為其中主要裝備之一“智能化油菜收獲裝備”的研制和應(yīng)用打下扎實基礎(chǔ)
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;S225
【圖文】：

圖２－１收割機的撥禾輪與割臺逡逑上圖中，機器前端（紅色實線框出部分）為收割機割臺與撥禾輪

油菜聯(lián)合收割機實物如下圖所示：逡逑４ＨＫ■邋一邋Ｉ逡逑圖２－１收割機的撥禾輪與割臺逡逑上圖中，機器前端（紅色實線框出部分）為收割機割臺與撥禾輪。逡逑油菜聯(lián)合收割機在進行收獲作業(yè)時，通過收割機前部的撥禾輪將油菜撥入機逡逑器，然后設(shè)置在撥禾輪下方的割臺將油菜割離。此后被割下的油菜作物會通過收逡逑割機內(nèi)部的機械傳送裝置送往收割機后方的振動篩，振動篩將油菜籽與油菜葉、逡逑桿等雜物分離，實現(xiàn)脫粒。在整個過程中，收割機保持前進狀態(tài)，從而源源不斷逡逑地將油菜送入機器內(nèi)部。逡逑收割機具體工作流程如圖２－２所示：逡逑６逡逑

中疏密度檢測安裝在駕駛室，拍攝收割機前方作物圖像，并將其結(jié)果發(fā)送至計算逡逑模塊進行分析，之后計算模塊將計算結(jié)果發(fā)送到控制模塊。損失率檢測模塊安裝逡逑在收割機后方的振動篩外部，如圖２－５所示。該模塊采集振動篩輸出谷物脫粒圖逡逑像，并將結(jié)果發(fā)送到計算模塊進行分析，之后計算模塊將計算結(jié)果發(fā)送至控制模逡逑塊。逡逑圖２－５油菜收割機振動篩外部逡逑２．２檢測模塊逡逑２．２．１計算模塊逡逑本系統(tǒng)采用機器視覺算法完成疏密度和收獲損失檢測，而機器視覺算法通常逡逑需分析高維圖像數(shù)據(jù)，計算量較大，且考慮到系統(tǒng)須具有實時性，所以計算模塊逡逑需采用計算能力較強的計算單元。由于控制模塊芯片ＳＴＭ３２的計算能力較弱，逡逑無法實時處理圖像數(shù)據(jù)，故本系統(tǒng)設(shè)計了獨立于控制模塊的計算模塊。計算模塊逡逑完成整個檢測模塊的計算工作，包括圖像數(shù)據(jù)處理，結(jié)果分析等。逡逑在綜合考慮了計算能力、算法實現(xiàn)的簡便度、整體硬件的大小以及易安裝程逡逑度之后，本文選擇ＡＲＭ處理器作為計算單元，使用ＪＮ－ｍｉｎｉ５７２８開發(fā)板，如圖逡逑９逡逑

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李巧生;張永祥;;“油菜——連作稻”三熟優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)技術(shù)示范[J];杭州農(nóng)業(yè)科技;1999年02期

2 趙力勤;聞?wù)湎?馬列淦;;對杭州市適應(yīng)機播和機收油菜品種的試驗與研究[J];杭州農(nóng)業(yè)與科技;2014年06期

3 汪波;張哲;楊華;郭安國;劉姝;甘麗;蒯婕;傅廷棟;周廣生;;油菜多功能利用優(yōu)勢解析[J];長江蔬菜;2019年04期

4 敖禮林;寧孝才;;油菜早薹早花的產(chǎn)生主因與綜合防控[J];科學(xué)種養(yǎng);2017年12期

5 劉志軍;王曉霞;;油菜生產(chǎn)過程中的機械化技術(shù)應(yīng)用研究[J];農(nóng)機化研究;2018年02期

6 伍文杰;吳崇友;江濤;;油菜莖稈切割試驗研究[J];農(nóng)機化研究;2018年06期

7 王陽峰;牛青;楊飛;;陜西油菜“一菜多用”技術(shù)模式調(diào)研報告[J];基層農(nóng)技推廣;2018年01期

8 李孟良;尚政偉;;適宜機械化油菜品種的篩選[J];安徽科技學(xué)院學(xué)報;2017年05期

9 賈寶軍;張永壽;;陜西省油菜生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀及突破口[J];農(nóng)機科技推廣;2018年01期

10 詹紹鋒;;油菜新品種高產(chǎn)栽培技術(shù)研究[J];農(nóng)民致富之友;2018年12期

相關(guān)會議論文 前10條

1 孫剛;熊雙蓮;涂書新;;重金屬復(fù)合污染土壤上不同油菜品種生長及重金屬吸收和累積研究[A];面向未來的土壤科學(xué)（下冊）——中國土壤學(xué)會第十二次全國會員代表大會暨第九屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會論文集[C];2012年

2 姜偉麗;李偉;張愛香;陳懷谷;周益軍;;油菜品種抗菌核病機理分析[A];中國植物病理學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

3 裴國平;雷建明;;天水油菜生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展多用途油菜的問題與對策[A];中國作物學(xué)會油料作物專業(yè)委員會第八次會員代表大會暨學(xué)術(shù)年會綜述與摘要集[C];2018年

4 廖星;王漢中;;我國油菜品種變革對生產(chǎn)發(fā)展的影響[A];實施科技興農(nóng)戰(zhàn)略促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展學(xué)術(shù)交流論文集[C];2004年

5 謝國強;程勇;陳國徽;雷凱;王斌強;呂太華;高冰可;;油菜新品種潯油10號選育及高產(chǎn)制種技術(shù)[A];中國作物學(xué)會油料作物專業(yè)委員會第八次會員代表大會暨學(xué)術(shù)年會綜述與摘要集[C];2018年

6 程博;張春雷;吳永成;馬霓;;不同熟期油菜品種碳氮代謝關(guān)鍵酶活性研究[A];中國作物學(xué)會50周年慶祝會暨2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

7 王銳;鄭衛(wèi)東;梁t ;姚琪馥;彭文麗;;硫素對不同品種油菜產(chǎn)量性狀及其利用率的影響[A];中國作物學(xué)會油料作物專業(yè)委員會第八次會員代表大會暨學(xué)術(shù)年會綜述與摘要集[C];2018年

8 符明聯(lián);李淑瓊;劉其寧;;灰色關(guān)聯(lián)度分析法在夏播油菜品種評價中的應(yīng)用[A];云南省作物學(xué)會2000—2003年優(yōu)秀論文選集[C];2004年

9 郭珍;陳國康;馬冠華;張煒;張?zhí)K蕓;;油菜抗感品種接種根腫菌防御酶活性及轉(zhuǎn)錄組分析[A];中國植物病理學(xué)會2017年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2017年

10 楊柳;吳仁明;楊宇;;多措并舉推進常德市油菜供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革[A];2016年湖南省作物學(xué)會論文匯編集[C];2016年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 本報記者 周靜 徐梅 通訊員 裴曉紅;貴州油菜研究成果斐然[N];貴州日報;2019年

2 楊凌紫;浙江：三產(chǎn)融合 打通油菜全產(chǎn)業(yè)鏈[N];糧油市場報;2019年

3 記者 何紅衛(wèi) 樂明凱;湖北油菜奏響“多功能旋律”[N];農(nóng)民日報;2019年

4 本報記者 何佳芮;改良油菜品種，我省鄉(xiāng)村振興再添動能[N];江蘇科技報;2019年

5 朱蕾 本報記者 徐中成;阿壩為啥還要種油菜？[N];四川日報;2019年

6 本報記者 常理;推動油菜產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展 保障食用油供給安全[N];經(jīng)濟日報;2019年

7 記者 李維 通訊員 陳秋實;市農(nóng)科院創(chuàng)新方式推廣油菜“一菜多用”[N];黃岡日報;2018年

8 李先容 楊澤宇;我國油菜品質(zhì)創(chuàng)歷史最好 靠的是啥[N];糧油市場報;2018年

9 通訊員 余波;油菜多功能利用 引領(lǐng)鄉(xiāng)村一二三產(chǎn)融合[N];糧油市場報;2018年

10 本報記者 李麗穎;技術(shù)集成引領(lǐng)油菜產(chǎn)業(yè)“一菜多用”[N];農(nóng)民日報;2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李海同;油菜聯(lián)合收獲機分體組合式割臺與定向輸送裝置研制[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

2 令娟;油菜乙酰輔酶A結(jié)合蛋白1（BnACBP1）的基因功能研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

3 景嵐;草酸氧化酶基因轉(zhuǎn)化煙草和油菜的研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2004年

4 趙祥祥;轉(zhuǎn)基因抗除草劑油菜與十字花科植物間的基因流研究[D];揚州大學(xué);2006年

5 張志剛;油菜種子含油量相關(guān)基因PEPC和DGAT的克隆及遺傳轉(zhuǎn)化研究[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

6 吳志超;高低鎘積累油菜品種篩選及其生化機制研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

7 趙瑩;根腫菌、寄主及根部內(nèi)生微生物組交互作用研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

8 周婷;油菜細胞壁機械特性、激素與活性氧信號響應(yīng)低硼脅迫的基因型差異[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

9 石劍飛;品種和氮肥運籌對甘藍型油菜氮素積累及精確施氮參數(shù)的影響[D];揚州大學(xué);2010年

10 楊玉華;甘藍型油菜品種細胞壁特性與硼效率關(guān)系研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2000年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 戴蓉;油菜品種耐低溫發(fā)芽能力評價及生理機制研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

2 劉漢青;基于機器視覺的油菜收獲疏密度與損失檢測[D];南京大學(xué);2019年

3 明金;油菜苗期長勢參數(shù)遙感反演方法研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

4 唐勝平;油菜梳脫裝置設(shè)計與試驗[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

5 郭珍;油菜抗根腫病品種主要生化指標(biāo)及轉(zhuǎn)錄組分析[D];西南大學(xué);2018年

6 潘兵;RNA-seq結(jié)合QTL定位鑒別油菜花期候選功能基因[D];浙江大學(xué);2017年

7 李小童;油菜化學(xué)殺雄雜交制種新體系構(gòu)建[D];湖北大學(xué);2015年

8 王曉敏;油菜HXK9基因功能初探[D];山西大學(xué);2018年

9 楊曉曉;夏休閑期種植油菜綠肥對旱地土壤肥力及冬小麥生長、產(chǎn)量的影響[D];山西農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

10 葉藍韓;重金屬脅迫下油菜生理指標(biāo)變化和金屬元素快速檢測方法研究[D];浙江大學(xué);2018年

本文編號：2770141