大豆色選機(jī)中機(jī)器視覺(jué)和模式識(shí)別技術(shù)應(yīng)用研究

編號(hào)：SH00096

篇名：大豆色選機(jī)中機(jī)器視覺(jué)和模式識(shí)別技術(shù)應(yīng)用研究

作者：龔欣；

關(guān)鍵詞：大豆色選機(jī) 機(jī)器視覺(jué) 模式識(shí)別 嵌入式系統(tǒng)

機(jī)構(gòu)： 合肥工業(yè)大學(xué)， 電子與通信工程（專(zhuān)業(yè)學(xué)位），

摘要： 機(jī)器視覺(jué)和模式識(shí)別技術(shù),作為人工智能中的重要研究領(lǐng)域,在工業(yè)中的應(yīng)用越發(fā)廣泛。大豆色選機(jī)是用于大豆儲(chǔ)存或加工過(guò)程中線(xiàn)上剔除豆料異物的專(zhuān)用裝置。它是一種集現(xiàn)代光電技術(shù)與計(jì)算機(jī)學(xué)等領(lǐng)域新技術(shù)的自動(dòng)化檢測(cè)裝置,大大提高了生產(chǎn)效率,因此在國(guó)內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。本文結(jié)合色選行業(yè)的需求與發(fā)展情況,在深入研究機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和模式識(shí)別理論的基礎(chǔ)上,嘗試開(kāi)展了大豆色選機(jī)色選算法的研究工作。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：論文首先描述了大豆色選機(jī)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要包括色選機(jī)喂料機(jī)構(gòu)、光電檢測(cè)機(jī)構(gòu)和分離機(jī)構(gòu)。論文介紹了色選機(jī)嵌入式圖像處理平臺(tái)的搭建。由于大豆分選機(jī)有較高的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性要求,因此采用的數(shù)字圖像處理平臺(tái)必須具備實(shí)時(shí)性和處理海量高速數(shù)據(jù)的能力。對(duì)比國(guó)內(nèi)外色選機(jī)的硬件平臺(tái),本論文采用了基于DSP+FPGA的嵌入式系統(tǒng)作為色選機(jī)圖像處理系統(tǒng)的核心。另外還描述了嵌入式系統(tǒng)的部分硬件以及FPGA和DSP之間數(shù)據(jù)通信模塊的設(shè)計(jì)。本文主要完成了基于機(jī)器視覺(jué)和模式識(shí)別技術(shù)的大豆分選算法的設(shè)計(jì)。具體包括：圖像數(shù)據(jù)的讀取、圖像預(yù)處理、數(shù)據(jù)分布預(yù)覽、模式識(shí)別模型建立以及模式識(shí)別查找表的建立。著重研究了樸素貝葉斯分類(lèi)法、多層感知機(jī)法、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、k近鄰法以及決策樹(shù)等分類(lèi)方法。本文從色選正確率,色選速度以及計(jì)算難度等指標(biāo)綜合考慮,最終選用了決策樹(shù)作為色選機(jī)分選算法,該分類(lèi)算法的正確率高達(dá)99.998%,ROC曲線(xiàn)下的面積值為1。