穴盘苗移栽多手爪无线定位技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文穴盘苗移栽多手爪无线定位技术研究论文作者：于亚波学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：电子与通信工程指导教师：伍萍辉职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterofEngineeringDegreeofElectronicandCommunicationEngineeringResearchonWirelessPositioningTechniqueofMulti-gri

2、pperinPlugseedlingstransplantingbyYuYaboSupervisor:Prof.WuPinghuiMarch2017摘要近年来，随着我国蔬菜产业的大力发展，传统的人工作业难以满足工厂化育苗的需求，因此穴盘苗移栽机在育苗生产过程中逐渐得到推广应用。但大多数移栽设备定位精准度不高，同时其配套的执行机构呈机械化固定模式，在移栽工作过程中扩展性较差。因此本文针对以上不足，设计了一套穴盘苗自动移栽控制系统。该系统主要包括：移栽机构部分、穴盘苗识别定位部分和无线控制部分。(1)移栽机构主要由机械执行部

3、分组成，其在控制系统的“指挥”下实现各机构的协调联动，是系统进行高效可靠移栽的关键前提。(2)穴盘苗的识别是对图像获取系统采集到的幼苗图像进行一系列预处理的过程，通过灰度化和阈值分割处理实现了幼苗与背景之间的分割；通过形态学处理和边缘检测的方法使得幼苗边界更加平滑，符合幼苗的外观特；通过形心法提取各穴孔幼苗的中心位置。在定位过程中，通过研究相机标定的原理，确定像素坐标和世界坐标的转换关系，计算相机的内外参数，确定幼苗实际抓取位置，最终实现幼苗的定位。(3)无线移栽控制系统主要包括PLC控制系统以及无线通信部分，通过PLC

4、控制系统能够方便快捷的控制移栽机构对穴盘苗进行分选移栽，同时选用蓝牙模块进行控制指令的无线发送，在扩展了设备工作空间的同时，也避免了线缆缠绕影响设备稳定性等情况，提升了移栽系统的工作性能。本文首先对32空穴盘和96孔穴盘进行多次累计识别试验，经试验验证，其平均识别率分别在95%(A组)和92.71%(B组)左右；其次对移栽定位机构进行水平和竖直方向的定位精准度测量，水平方向上在500mm/s速度下，其误差率不超过1%，竖直方向在400mm/s速度下，误差率不超过5%；最后，本文对两组穴盘分别进行多次移栽试验，经试验结果可

5、知，该移栽系统的平均移栽成功率分别在84.03%(A组)和81.72%(B组)左右。关键词：穴盘苗识别定位无线控IABSTRACTInrecentyears,withthedevelopmentofChina'svegetableindustry,thetraditionalmanualisdifficulttomeettheneedsoffactorynursery.Sotheplugseedlingstransplantingmachinehasbeenwidelyappliedinthenurseryproduct

6、ion.Butmostofthetransplantingequipmenthavelowpositioningaccuracy,andwhichassociatedwithitshowamechanicalfixedstate,ithaspoorscalabilityduringthetransplantingprocess.Inviewofabovedeficiencies,thisarticledesignacontrolsystemforautomatictransplanting.Thissystemmainl

7、yinclude:transplantingpart,identificationoftheplugseedlingsandwirelesscontrol.(1)Thetransplantingpartmainlycomposedofmechanicalparts,underthe"command"ofthecontrolsystem,itcanrealizethecoordinatedlinkageinstitutions,itisthepremiseforthekeytotransplantingefficienta

8、ndreliable.(2)Theidentificationoftheplugseedlingsisaseriesofpretreatmentoftheseedimagescollectedbytheimageacquisitionsystem.Thedivisionbetweenseedlingandbackgr