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CMOS传感器在棉花采摘机器中的应用研究
资料介绍
人工采摘棉花,费时、费力。现有的机械化采摘设备,价格昂贵且适应能力差,大范围的机械化采摘难以推广。针对这种现状开发廉价、高效的智能型采摘设备,对于实现棉花采摘自动化具有重要意义。
要实现智能型采摘最重要的是棉果图像的获取和位置的识别,在单片机的控制下使用图像传感器获取棉果在棉株上的图像并且计算棉果的对应位置的坐标,再由单片机控制机械手工作,实现棉果的采摘。
为了实现多个机械手并行控制,系统采用两级图像传感器的工作形式,上一级对棉果实现粗定位并把棉果位置分配给对应的机械手,下一级传感器由单片机控制、协调、引导机械手实现精定位和对棉果的采摘。课题在图像采集单元设计、图像采集单元制作和调试、上位机调试、棉花果实定位与拾取算法设计这几个方面进行了研究。对CCD和CMOS进行性能对比、功能分析的基础上选择了CMOS面阵图像传感器MTgV011用于获取图像,应用C51编写了单片机的主程序;在Protel里进行电路板的设计,在电路板调试过程中发现MT9V011对时序和波形要求非常严格,与TTL芯片接口关键问题是电平的匹配问题;利用串口通信将图像采集单元获取的二值数据传输到上位机,在上位机里用VB语言开发了一套分析软件来验证下位机图像采集的结果,通过软件的分析找到图像传感器在模拟自然光下适宜的光积分时间:图像传感器和单片机共享用双端口RAM,提高了数据处理速度:为了计算棉果的质心坐标,首次提出了行列定位的计算方法。
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