[實用新型]基于機器視覺的煙草打頂抑芽檢測控制系統

有效

• 申請號: 201620066535.3
• 申請日: 2016-01-24
• 公開（公告）號: CN205334152U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 劉雙喜;王金星;李偉;張曉輝;范國強;張菡;劉志強;范連祥
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01C11/00;A01G7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于機器視覺的煙草打頂抑芽機檢測控制系統，其特征在于包括煙株頂端位置檢 測系統和打頂抑芽控制系統；所述煙株頂端位置檢測系統具有圖像采集，圖像處理和煙花頂 端位置定位的功能；所述打頂抑芽控制系統主要用于執行工業控制機指令，控制打頂裝置移 動和控制電磁閥的通電與斷開；

所述煙株頂端位置檢測系統包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、煙株頂端位置定位模塊； 所述圖像處理模塊和煙株頂端位置定位模塊存儲在工業控制機內；所述圖像采集模塊由攝像 頭和背景板組成，用于采集圖像信息；所述圖像處理模塊用于對圖像采集模塊得到的圖像信 息進行分析處理，判斷確定煙株頂端的煙花位置；若檢測到煙花位置，將信息傳送給煙株頂 端位置定位模塊；所述煙株頂端位置定位模塊對煙花信息進行定位，確定打頂裝置需要移動 的距離；

打頂抑芽機前端兩側對稱安裝兩個打頂裝置，所述背景板沿煙壟方向豎直固定在兩個打 頂裝置中間，利用背景板消除采集圖像信息中其他顏色對煙花識別造成的干擾；兩個攝像頭 對稱固定在兩個打頂裝置外側；攝像頭通過USB接線連接工業控制機；田間作業時，每個打 頂裝置對應一行煙壟；背景板位于兩行煙壟正中間，每個攝像頭位于對應一側煙壟的外側， 攝像頭對準煙草植株，攝像頭采集圖像，并將采集到的圖像傳輸到工業控制機上；所述背景 板選取與潘通色卡TCX色卡上17-5430色號顏色一致的綠色印染布制作；

所述圖像處理模塊確定煙花信息，檢測到煙花信息后，圖像處理模塊將煙花位置信息發 送給煙株頂端位置定位模塊；

所述煙株頂端位置定位模塊確定打頂裝置到煙花位置進行打頂的移動距離，并將打頂裝 置移動信息發送給單片機；

所述打頂抑芽控制系統包括單片機、電源模塊、步進電機、步進電機驅動器、繼電器和 電磁閥；單片機接收到工業控制機發送的打頂裝置移動距離，向步進電機驅動器發送脈沖信 號，驅動步進電機控制煙草打頂機的打頂裝置移動到指定位置完成打頂作業；當電磁閥隨打 頂抑芽機前行到位于剛完成打頂的煙花上端位置時，單片機向繼電器發出信號，繼電器通電， 控制電磁閥完成噴灑抑芽劑的動作；噴灑動作完成后，單片機向工業控制機發送信號，圖像 處理模塊開始對下一個圖像的檢測處理，以完成下一個噴灑抑芽劑的動作；

每個打頂裝置安裝一個打頂抑芽控制系統；所述單片機通過RS232串口通訊與工業控制 機相連，單片機內存儲有打頂裝置控制模塊和抑芽劑噴灑控制模塊，打頂裝置控制模塊用于 控制打頂裝置的升降；抑芽劑噴灑控制模塊用于控制電磁閥的通電與斷開；作業時根據打頂 機行進速度確定抑芽劑噴灑量及延遲時間；

所述單片機、步進電機驅動器、步進電機、繼電器、電源模塊固定在煙草打頂抑芽機前 端兩個打頂裝置之間；所述步進電機驅動器一端連接單片機，另一端連接步進電機；步進電 機另一端連接打頂裝置；所述繼電器一端連接電磁閥，另一端連接單片機；所述電磁閥固定 在打頂裝置后面，電磁閥通過管道連接煙草打頂抑芽機上的藥箱，藥箱內裝有抑芽劑；所述 電源模塊連接煙草打頂機上的電瓶，給單片機、步進電機驅動器、步進電機、電磁閥和繼電 器供電。