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胚芽鞘对于植物培养、育种、遗传等有着非常重要的作用,在进行相关研究时,通常要对胚芽鞘进行准确识别和切割,目前,暂无胚芽鞘相关自动化切割设备或者装置,胚芽鞘均需要人工识别和切割,但这种工作方式费时费力已经无法满足胚芽鞘产业快速发展的需求。本文根据这一现状和背景,拟利用机器视觉技术和直角坐标机器人技术,研制一种胚芽鞘自动识别、自动化切割装置,这对于降低劳动强度,提高胚芽鞘切割效率有着重要的意义。 本文研究的胚芽鞘切割装置主要适用于禾本植物,具有胚芽鞘的植物,本课题主要研究内容如下: (1)查阅了解胚芽鞘的特性,采摘和切割等设备在农业生物工程方面的应用,设计一种适合胚芽鞘识别、胚芽鞘切割装置的研究方案和技术路线。 (2)胚芽鞘切割装置总体方案和结构设计。根据功能需求确定胚芽鞘切割装置总体方案,确定各个部分功能模块,然后对装置传输结构、对切割装置机械手、末端执行器等每一个模块进行详细分析与结构设计。 (3)胚芽鞘识别算法研究和视觉坐标系统转换研究。对小麦、高粱等胚芽鞘形状、颜色和长度进行统计学分析,研究胚芽鞘图像分割和定位等,研究开发出针对胚芽鞘图像识别的算法,并对该算法实验验证。 (4)胚芽鞘切割装置系统搭建。结合前面研究,选择合适的CCD相机、镜头、以及若干电机、驱动器、PLC、传感器等系统所需硬件,搭建胚芽鞘切割装置视觉系统硬件平台和控制系统,并进行PLC控制器、伺服驱动器和电机的调试。