本文主要研究内容
作者张勇（2019）在《全自动移栽机穴盘苗识别与控制系统的研究》一文中研究指出：穴盘育苗移栽是我国设施蔬菜花卉生产中的主要种植方式,随着种植量的增加和劳动力成本的提高,人工移栽已无法满足生产要求,现有的移栽机械多为人工喂苗的半自动移栽机,还无法从根本上解决劳动强度大、移栽效率低、移栽精度低等问题,而我国全自动移栽机还处于探索研究阶段,存在结构复杂、移栽效率低、漏苗率高等问题,针对这些问题,本文对全自动移栽机整体结构和关键机构进行了分析和设计,研究了基于机器视觉的穴盘苗识别方法,设计了全自动移栽机控制系统。主要研究内容和研究成果如下:(1)研制穴盘苗全自动移栽机。采用机械、电子、气动技术设计送苗机构、取苗机构、取苗机械手,以及机械式喂苗机构和栽植机构,移栽机以移栽计数器的计数值为基本时序,在移栽机控制系统的控制下协调运行,可自动完成穴苗盘输送、钵苗抓取、投放和栽植等工作,移栽机采用两行工作制,包含6个机械手,机械手采取间隔取苗的方式同时运行,12次完成72孔苗盘钵苗的抓取。(2)设计机器视觉穴盘苗识别系统。系统硬件部分主要由光源、图像采集装置、工控机和RS232通讯电缆组成,系统接受移栽机控制器命令自动完成穴盘苗的识别,并把识别结果传输给控制器;软件算法部分主要由图像预处理和卷积神经网络穴盘苗识别模型构成,在图像预处理阶段根据穴盘规格,把穴盘苗图像拆分成72个小的穴孔图像,通过拆分将尺寸较大、较复杂的穴盘苗识别转换成穴孔图像的二分类识别,进行RGB格式转换、图像大小归一化、数值归一化,构建基本数据集和扩充数据集。(3)构建卷积神经网络穴盘苗识别模型。识别模型为12层网络,包括1个输入层、4个卷积层、4个池化层、1个平铺层、1个全连接层和1个输出层,卷积层使用3×3的卷积核,四个卷积层分别包括32、64、128、128个卷积核,池化层使用2×2的窗口,采用最大池化降采样;对识别模型进行数据训练和函数优化,使模型具有较高的识别准确率和泛化能力,使其识别准确度能满足移栽机穴盘苗识别的需要。(4)设计送苗取苗机构运动控制算法,包括:送苗取苗机构初始化定位控制,使机构实际位置和控制系统内部坐标位置保持一致,消除运行过程中的误差,避免误差累积;设计双闭环增量式PID步进电机控制算法,保证送苗机构的运行定位精度,建立步进电机控制系统传递函数模型,进行Matlab仿真;设计取苗机构S曲线运行控制算法,提高伺服电机的运行平稳性和工作可靠性,延长其使用寿命。(5)研制开发全自动移栽机控制系统和机械手气动驱动系统,对系统中的元器件进行设备选型,设计控制系统供电主线路图、控制器接线原理图、步进电机接线图、伺服电机接线图和气动驱动系统原理图,进行控制箱的安装和调试,编写软件控制系统,实现全自动移栽机各机构的协调控制。开发HMI信息监控系统,实现移栽机运行状态信息和作业信息的采集、显示和存储等,提高移栽机的信息化水平。进行送苗机构、取苗机构和机械手运行试验,通过试验发现问题改进系统设计,最终达到设计要求。
Abstract
xue pan yo miao yi zai shi wo guo she shi shu cai hua hui sheng chan zhong de zhu yao chong zhi fang shi ,sui zhao chong zhi liang de zeng jia he lao dong li cheng ben de di gao ,ren gong yi zai yi mo fa man zu sheng chan yao qiu ,xian you de yi zai ji xie duo wei ren gong wei miao de ban zi dong yi zai ji ,hai mo fa cong gen ben shang jie jue lao dong jiang du da 、yi zai xiao lv di 、yi zai jing du di deng wen ti ,er wo guo quan zi dong yi zai ji hai chu yu tan suo yan jiu jie duan ,cun zai jie gou fu za 、yi zai xiao lv di 、lou miao lv gao deng wen ti ,zhen dui zhe xie wen ti ,ben wen dui quan zi dong yi zai ji zheng ti jie gou he guan jian ji gou jin hang le fen xi he she ji ,yan jiu le ji yu ji qi shi jiao de xue pan miao shi bie fang fa ,she ji le quan zi dong yi zai ji kong zhi ji tong 。zhu yao yan jiu nei rong he yan jiu cheng guo ru xia :(1)yan zhi xue pan miao quan zi dong yi zai ji 。cai yong ji xie 、dian zi 、qi dong ji shu she ji song miao ji gou 、qu miao ji gou 、qu miao ji xie shou ,yi ji ji xie shi wei miao ji gou he zai zhi ji gou ,yi zai ji yi yi zai ji shu qi de ji shu zhi wei ji ben shi xu ,zai yi zai ji kong zhi ji tong de kong zhi xia xie diao yun hang ,ke zi dong wan cheng xue miao pan shu song 、bo miao zhua qu 、tou fang he zai zhi deng gong zuo ,yi zai ji cai yong liang hang gong zuo zhi ,bao han 6ge ji xie shou ,ji xie shou cai qu jian ge qu miao de fang shi tong shi yun hang ,12ci wan cheng 72kong miao pan bo miao de zhua qu 。(2)she ji ji qi shi jiao xue pan miao shi bie ji tong 。ji tong ying jian bu fen zhu yao you guang yuan 、tu xiang cai ji zhuang zhi 、gong kong ji he RS232tong xun dian lan zu cheng ,ji tong jie shou yi zai ji kong zhi qi ming ling zi dong wan cheng xue pan miao de shi bie ,bing ba shi bie jie guo chuan shu gei kong zhi qi ;ruan jian suan fa bu fen zhu yao you tu xiang yu chu li he juan ji shen jing wang lao xue pan miao shi bie mo xing gou cheng ,zai tu xiang yu chu li jie duan gen ju xue pan gui ge ,ba xue pan miao tu xiang ca fen cheng 72ge xiao de xue kong tu xiang ,tong guo ca fen jiang che cun jiao da 、jiao fu za de xue pan miao shi bie zhuai huan cheng xue kong tu xiang de er fen lei shi bie ,jin hang RGBge shi zhuai huan 、tu xiang da xiao gui yi hua 、shu zhi gui yi hua ,gou jian ji ben shu ju ji he kuo chong shu ju ji 。(3)gou jian juan ji shen jing wang lao xue pan miao shi bie mo xing 。shi bie mo xing wei 12ceng wang lao ,bao gua 1ge shu ru ceng 、4ge juan ji ceng 、4ge chi hua ceng 、1ge ping pu ceng 、1ge quan lian jie ceng he 1ge shu chu ceng ,juan ji ceng shi yong 3×3de juan ji he ,si ge juan ji ceng fen bie bao gua 32、64、128、128ge juan ji he ,chi hua ceng shi yong 2×2de chuang kou ,cai yong zui da chi hua jiang cai yang ;dui shi bie mo xing jin hang shu ju xun lian he han shu you hua ,shi mo xing ju you jiao gao de shi bie zhun que lv he fan hua neng li ,shi ji shi bie zhun que du neng man zu yi zai ji xue pan miao shi bie de xu yao 。(4)she ji song miao qu miao ji gou yun dong kong zhi suan fa ,bao gua :song miao qu miao ji gou chu shi hua ding wei kong zhi ,shi ji gou shi ji wei zhi he kong zhi ji tong nei bu zuo biao wei zhi bao chi yi zhi ,xiao chu yun hang guo cheng zhong de wu cha ,bi mian wu cha lei ji ;she ji shuang bi huan zeng liang shi PIDbu jin dian ji kong zhi suan fa ,bao zheng song miao ji gou de yun hang ding wei jing du ,jian li bu jin dian ji kong zhi ji tong chuan di han shu mo xing ,jin hang Matlabfang zhen ;she ji qu miao ji gou Squ xian yun hang kong zhi suan fa ,di gao ci fu dian ji de yun hang ping wen xing he gong zuo ke kao xing ,yan chang ji shi yong shou ming 。(5)yan zhi kai fa quan zi dong yi zai ji kong zhi ji tong he ji xie shou qi dong qu dong ji tong ,dui ji tong zhong de yuan qi jian jin hang she bei shua xing ,she ji kong zhi ji tong gong dian zhu xian lu tu 、kong zhi qi jie xian yuan li tu 、bu jin dian ji jie xian tu 、ci fu dian ji jie xian tu he qi dong qu dong ji tong yuan li tu ,jin hang kong zhi xiang de an zhuang he diao shi ,bian xie ruan jian kong zhi ji tong ,shi xian quan zi dong yi zai ji ge ji gou de xie diao kong zhi 。kai fa HMIxin xi jian kong ji tong ,shi xian yi zai ji yun hang zhuang tai xin xi he zuo ye xin xi de cai ji 、xian shi he cun chu deng ,di gao yi zai ji de xin xi hua shui ping 。jin hang song miao ji gou 、qu miao ji gou he ji xie shou yun hang shi yan ,tong guo shi yan fa xian wen ti gai jin ji tong she ji ,zui zhong da dao she ji yao qiu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自山东农业大学的张勇，发表于刊物山东农业大学2019-07-05论文，是一篇关于全自动移栽机论文,卷积神经网络论文,双闭环增量式论文,曲线控制论文,信息监控论文,山东农业大学2019-07-05论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自山东农业大学2019-07-05论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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