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[期刊] 华中农业大学学报(自然科学版)
[作者]
艾正茂 谭鹤群 万鹏
针对现有鱼体定向整理装置工作环境嘈杂，工作稳定性差的问题，本研究设计了一种基于机器视觉的鱼体定向整理装置。采用卷积神经网络Resnet-18对鱼体头尾朝向进行识别，采用图像处理的方法提取鱼体轮廓并进行网格划分，通过比较灰度值大小判断鱼体的腹背朝向。当检测到鱼体尾部朝前时，气缸推杆将其推出剔除，实现鱼体头尾定向；当鱼体头部朝前时，由图像处理判断鱼体的腹背朝向，然后气缸推杆将其推送至限位板边缘，使其腹部靠边，在惯性作用下落入W型滑槽装置完成鱼体腹背定向。利用分离装置将鱼体逐条分开，并以日本鲭（Scomber japonicus）为试验对象进行样机试验。试验结果表明，鱼体定向整理成功率为93.3%，算法平均识别时间为0.038 s，平均每条鱼的定向整理时间为3.725 s，理论上鱼体定向整理的效率可达到15～16尾/min，满足鱼体定向整理的生产要求。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
杨俊 万鹏 黄毓毅 朱明 谭鹤群 吴文锦 丁安子
针对目前国内淡水鱼鱼头加工装备缺乏、鱼头加工机械化程度低等问题，以鲢（Hypophthalmichthys molitrix）为研究对象，设计了基于机器视觉的鲢鱼头加工装置。鲢鱼头加工装置由鱼体输送装置、鱼体图像采集装置、鱼体翻转部件、立式夹持输送带、鱼头切割部件、鱼头剖切部件和装置控制系统等部分组成。鱼体图像采集装置获取输送装置上的鱼体图像，计算鱼头切割路径；鲢鱼体经鱼体翻转部件进入立式夹持输送带，在立式夹持输送带作用下向前移动；当鱼体到达鱼头切割位置，立式夹持输送带调整鱼体位置后停止，鱼头切割部件按照鱼头切割路径对鱼体进行切割后复位，立式夹持输送带带动鱼头继续前进；切割后的鱼头经过鱼头剖切部件将鱼头对半剖切。样机性能试验结果显示，鲢鱼头切割后，鱼体吻端分别至上切割点和下切割点的实际水平距离与预测水平距离的线性拟合的决定系数分别为0.911和0.985，均方根误差分别为6.31、2.61 mm；鱼头切割路径检测时间为（0.055±0.009） s，鱼头加工时间为（13.28±0.35） s，鱼头的外观评分为0.88±0.02，满足鲢鱼头加工的生产要求。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
付豪 万鹏 施家伟 杨万能
为了实现玉米幼苗叶面积的快速、无损、实时、高效检测,设计并搭建了基于机器视觉的玉米幼苗叶面积检测装置。该检测装置由框架、光源装置、顶升旋转系统、图像采集及分析系统、检测装置控制系统等部分组成,通过各部分协作完成玉米幼苗顶视图像与侧视图像的实时采集及分析处理,计算玉米幼苗的叶面积。以玉米幼苗为试验对象对装置性能进行测试,试验结果显示:在装置满载情况下,当相机在X方向和Y方向的移动速度分别为830、32 mm/s时,顶视图模式和侧视图模式下检测装置的平均运行时间分别为190、355 s,检测总耗时为545 s,单株玉米幼苗的平均用时为34 s,相机的平均定位准确率分别为92%和90%,相机定位精度较高;玉米幼苗顶视图、主视图和左视图叶面积与实际叶面积的Pearson相关系数分别为0.901、0.767和0.786,装置检测的玉米幼苗叶面积与实际叶面积相关性强,装置可以满足批量检测玉米幼苗叶面积的需要。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
付丽 梁华林 冯若愚 秦瑞 李语桐
为了提高垃圾智能分拣的效率和准确度，该文设计了基于机器视觉的垃圾自动分拣装置。装置首先利用金属传感器识别金属类垃圾，然后采用YOLOv3算法对其余垃圾进行目标检测，并使用ResNet101卷积神经网络模型进行分类，训练得到的目标检测模型及图像分类模型部署在Intel i3 8145 UE平台。装置采用两个步进电机分别控制托盘和隔板，提高垃圾的投放效率。垃圾分类测试结果表明，该装置实现了垃圾的自动分类和投放，对4类垃圾的平均识别准确率为98.3%，平均投放时间为3.1 s，具有一定的推广应用价值。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
葛桂萍 徐永安 范聪聪 梁艳玲
基于双目视觉测量原理设计了一种三维测量装置。该装置采用投影仪将光栅条纹投射到被测量物体表面上,通过双CCD摄像机采集光栅条纹图像。提出了一种基于仿射几何交比不变原理的摄像机标定方法,解决了摄像机标定、用Gray编码提取光栅条纹边界、左右像点匹配、像坐标与物坐标换算等关键问题,该装置实际测量误差小于±0.05 mm。
关键词：
视觉测量 三维测量 光栅 格雷编码
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
邱威 缪佳佳 李小龙 李骅 吕晓兰 丁为民
[目的]本文旨在解决果树风送式施药存在雾滴穿透难、飘移严重等问题。[方法]结合现代密植果园特征和自由淹没射流理论,设计一种射流式且各通道气流高度独立调节的果园多通道定向风送雾化装置。风送雾化装置采用多通道风臂组、喷射式出风口与后盖弧形罩导流等结构,以达到气、雾流的高穿透性和定向防飘效果。[结果]相比较传统漫射型风送式喷雾,冠层内雾滴沉积提高47.6%,变异系数降低34%;地面沉积量和空中飘移量降低29.9%。[结论]该风机各项性能参数满足设计要求,作业工况下的效率值可以达到70%以上。
关键词：
植保机械 风送施药 雾滴沉积 飘移
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
杨潭 王应彪 李玮 李帅奇 颜旭 张兆顺
[目的]玉米定向排种是玉米机械化定向播种的关键，为实现玉米种子定向排种，提出一种离心式玉米种子自适应定向整列输送方法，设计了一种基于离心送料原理的玉米种子定向整列排种装置。[方法]通过对定向整列排种过程的动力学和运动学分析，提出以锥盘锥角θ、锥盘安装倾角β、转速n、型孔数Z为试验因素，以玉米种子长轴定向成功率P为试验指标，利用ADAMS软件进行单因素仿真试验，并搭建玉米种子定向整列排种试验平台进行台架试验。[结果]仿真试验结果表明：转速n和安装倾角β对玉米种子长轴定向成功率影响较为显著，当转速n达到16 r·min~(-1)、安装倾角β达到30°时，种子长轴定向成功率最高；锥盘锥角θ和型孔数Z对玉米种子长轴定向成功率的影响幅度变化不大，且玉米种子长轴定向成功率较低。台架试验结果表明：随着转速n和安装倾角β的增加，玉米种子长轴定向成功率均呈现先增大后减小趋势，试验结果与仿真试验相似；当锥盘锥角θ为10°、安装倾角β为30°、转速n为16 r·min~(-1)、型孔数Z为32时，玉米种子长轴定向成功率最高为87%、尖端朝前的定向成功率为77.5%。[结论]提出的方法可以实现在离心力作用下玉米种子的定向整列输送，研究结果为玉米定向排种装置的结构设计提供参考。
关键词：
玉米种子 定向排种 装置 仿真
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
殷孝雎 周莉 孙志强 郑闯 李波
为了使机械臂适应智能制造业高灵活度的要求和不断变化的场景需求，该文设计了一套人机结合的实验装置。该装置使用双摄像头采集图像，嵌入式核心模块处理人体手臂动作图像，提取标识点，确认坐标值并将其输入运动数学模型。基于模糊控制理论驱动4个小型直流伺服电机，实现4自由度的机械臂随动功能。该装置可作为机器人工程和智能制造工程等专业的实验教学设施，有助于帮助学生深入理解控制理论，并提高学生的动手能力。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
胡正方 向阳 熊瑛 林洁雯 李亚军
针对目前作物千粒质量测定中数粒耗时长、精度低、自动化程度低、不适应多品种计数等问题,基于机器视觉技术,设计了一种集称重和数粒为一体的千粒质量测量仪。测量仪主要由机架、摄像头、载物盘、称重传感器、控制器等部件组成。工作时,通过称重传感器获取种子质量,同时通过摄像头采集种子图像并上传到上位机进行图像分析处理,获取种子数量,最后通过自动计算获取种子千粒质量并将结果显示到软件界面,以便及时获取测量结果。为了实现种子图像中粘连种子的分割,获取精准的种子数量,首先通过去边框处理提取种子区域,再采用中值滤波、最大类间方差法和形态学运算对种子区域进行预处理,采用基于距离变换的分水岭算法分割图像,通过统计连通区域的数量获得种子数量。对油菜、玉米、水稻和黄豆种子分别进行100组数粒、称重和千粒质量的测定,结果表明,作物种子数粒误差均不大于1粒;称重准确率分别为99.86%、99.92%、99.86%、99.96%;千粒质量测定的准确率分别为99.93%、99.63%、99.61%、99.97%;测量1次作物千粒质量仅耗时约2 s。
关键词：
机器视觉 千粒质量测量仪 分水岭算法
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
胡正方 向阳 熊瑛 林洁雯 李亚军
针对目前作物千粒质量测定中数粒耗时长、精度低、自动化程度低、不适应多品种计数等问题,基于机器视觉技术,设计了一种集称重和数粒为一体的千粒质量测量仪。测量仪主要由机架、摄像头、载物盘、称重传感器、控制器等部件组成。工作时,通过称重传感器获取种子质量,同时通过摄像头采集种子图像并上传到上位机进行图像分析处理,获取种子数量,最后通过自动计算获取种子千粒质量并将结果显示到软件界面,以便及时获取测量结果。为了实现种子图像中粘连种子的分割,获取精准的种子数量,首先通过去边框处理提取种子区域,再采用中值滤波、最大类间方差法和形态学运算对种子区域进行预处理,采用基于距离变换的分水岭算法分割图像,通过统计连通区域的数量获得种子数量。对油菜、玉米、水稻和黄豆种子分别进行100组数粒、称重和千粒质量的测定,结果表明,作物种子数粒误差均不大于1粒;称重准确率分别为99.86%、99.92%、99.86%、99.96%;千粒质量测定的准确率分别为99.93%、99.63%、99.61%、99.97%;测量1次作物千粒质量仅耗时约2 s。
关键词：
机器视觉 千粒质量测量仪 分水岭算法
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
白璐 黄玉祥 高鹏洋 丁尚鹏 张恒榜 付作立 朱瑞祥
【目的】针对免耕条件下玉米播种施肥时,采用自然回土方式存在的种肥间距不稳定、种子覆土量不足等问题,采用主动覆土方法,设计一种基于双圆盘覆土的种肥分施装置。【方法】设计基于双圆盘覆土的种肥分施装置,利用EDEM对该装置的作业性能进行离散元仿真,研究圆盘直径、圆盘入土深度、圆盘张角、排种管前后间距及圆盘后方开口间距对种肥间距和种子覆土厚度的影响,并在此基础上选取圆盘直径(150,175,200,225,250 mm)、排种管前后间距(60,80,100,120,140 mm)及圆盘后方开口间距(110,135,160, 185,210 mm)为试验因素,利用3因素5水平二次正交回归试验,分析各关键因素对种子覆土厚度的影响。与不加覆土圆盘的装置进行田间对比试验,对基于双圆盘覆土的种肥分施装置作业效果进行验证。【结果】利用Design-Expert软件得出了影响种子覆土厚度的主次因素:圆盘后方开口间距、排种管前后间距、圆盘直径;最优组合是圆盘直径201 mm,圆盘后方开口间距103 mm,排种管前后间距115 mm。田间试验表明,设计的装置种肥间距与种子覆土厚度与仿真优化结果的相对误差分别为7.63%和11.45%;设计的装置种肥间距和种子覆土厚度较不加覆土圆盘的装置分别增加了14.30%和19.30%,种肥间距与种子覆土厚度的变异系数分别为5.21%和7.26%。【结论】所设计的基于双圆盘覆土的种肥分施装置作业效果满足种肥分施要求,为后续种肥分施技术与装置的研发提供了依据。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
尹益文 全腊珍 邹运梅 李健 何学迎 肖旭
为南方小面积田块棉秆切碎还田机设计了棉秆切碎还田装置。该装置由切割装置、扶秆装置、除茬装置组成，棉秆由扶秆装置喂入，从上至下依次被切断、除茬。将该装置挂接在土槽试验机上，对影响棉秆切割长度合格率、功耗和除茬率的主要因素，即机具前进速度、锯盘转速和导向槽口宽度进行了单因素试验和回归正交试验。结果表明：影响合格率与除茬率的因素大小依次为机具前进速度、锯盘转速、导向槽口宽度；影响功耗的因素大小依次是锯盘转速、机具前进速度、导向槽口宽度。利用规划求解进行参数优化，在棉杆长度合格率与除茬率分别不低于８５％和９０％的情况下，锯盘转速为８６０ ｒ／ｍｉｎ，机具前进速度为０．６５ ｍ／ｓ，导向槽口宽度为６０ ．．．
关键词：
棉秆切碎还田装置 合格率 功耗 除茬率
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
寻真福 孙松林 张武金 杨彪
设计了一个将蔬菜和烟草幼嫩脆弱型穴盘苗取出并投送至指定位置的机构,该机构包含定位输送装置与取投苗装置。在穴盘输送台上对生长至3~4片真叶的烟草穴盘苗进行取投苗试验,以伤苗率、取苗成功率、投苗成功率为评价指标,对取苗机构的电机转速、苗夹安装高度、机械手指的插入角度等进行了单因素试验与多因素正交试验。单因素试验结果表明,取苗机构的电机转速为120 r/min时,伤苗率为1.5%,取苗成功率为92.5%,投苗成功率为93.12%;苗夹的安装高度为90 mm时,伤苗率为1.32%,取苗成功率为91.2%,投苗成功率为94.45%;机械手指的插入角度为7°时,伤苗率为1.28%,取苗成功率为93.35%...
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
唐湘 谢方平 李旭 刘大为 王修善 毛利成
为提高油茶果脱壳率和降低茶籽破损率,采用撞击、搓擦原理,设计了一种油茶果脱壳装置。该装置由喂料斗、脱壳装置、动力传输部件、机架等构成,通过立式甩盘的撞击以及脱壳室内齿圈的搓擦进行脱壳,能适用含水率在65%以下的油茶鲜果脱壳。确立了影响脱壳的主要因素是甩盘转速和喂料量,并进行了脱壳试验。结果表明,随着甩盘转速的增大,脱壳率及破损率显著增加,而随着喂料量的增大,脱壳率先增加后降低,破损率变化相对较小。该脱壳装置适宜的工作参数为:甩盘转速为700 r/min左右;喂料量控制在500 kg/h左右,在此条件下,脱壳率能达到85.3%,破损率为6.5%左右。
关键词：
油茶果 脱壳装置 离心式撞击 搓擦
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
封玉搏 赵晓顺 范晓飞 田瑞涛 刘景艳 孙磊
针对目前市场上种子分选装置多以传统机械式、半自动式为主，智能化程度不高、分拣准确率较低的问题，基于机器视觉技术设计一种智能种子分选机，主要由传输系统、供料系统、图像采集系统、种子筛选系统和控制系统五大部分构成。以‘郑丹958’玉米种子为研究对象，以种子气流下斜抛的水平距离和传送带传输速度为寻优条件进行试验，确定最优气泵压力值和控制器脉冲频率。对960个种子样本（优质、劣质种子分别为824和136个）通过目标检测模型进行质量识别，判别种子质量，对种子状态进行标注框选和坐标记录。使用PLC(SIMATIC S7-200 CN,CPU224XP)分选模块控制直动式电磁阀组，对种子进行分选试验。结果表明：1）最优组合气泵压力值为0.3 MPa，控制器脉冲频率为3 175 Hz。2）优质、劣质种子识别率分别为93.69%和91.91%，种子分选率为89.6%。该分选机能够有效满足种子分选要求。
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