论文总字数：16739字

摘 要

甘蔗种植业的不断成熟发展为甘蔗主要种植区的经济和农民的生活产生了深远的影响，并使蔗农的生活水平有显著提高，使蔗农得以脱贫致富，与此同时，甘蔗种植业的发展和甘蔗产业链的不断完善和发展对我国甘蔗种植区的经济发展和制糖工业产生了翻天覆地的改变，也非比寻常的实际意义。 在种植甘蔗上花费的劳动力较大，而且种植甘蔗也是保证甘蔗生生不息的重要的一环。采用人工种植，每人每天的种植面积约为300平方米，工作的强度太大，不经济实惠而且效率普遍较低，所以，对甘蔗产业的发展对甘蔗的机械化种植的需求越来越迫切。目前，国内外在用种植机种植甘蔗过程中要用到大量的人力物力搬运甘蔗，与此同时，无效的蔗种部分也被埋入土中，资源浪费的情况比较严重。

建立在上文所说的状况下，最终设计了这个系统来进行甘蔗段的分选，可以大大提高分选甘蔗段的效率，其工作原理是通过相机拍摄得到甘蔗段的图像，然后将甘蔗图像转化为灰度图像，再转换为二值图像，再对二值图进行去噪处理，也就是形态学处理，最后对得到的图像数据进行分析，然后判断采集到的甘蔗图像有没有茎节部分，有茎节的部分为合格品，可以作为种子种植，而没有茎节的甘蔗段则被另外收集起来作为制糖原料。经过我们对该系统的不断调试检测进而证明了这个设计是可行的，它可以实现部分农业的自动化处理。

关键词：机器视觉；甘蔗段；图像处理；灰度图像

Design of sugarcane section sorting system based on machine vision

Abstract

The continuous development of sugarcane farming has had a profound impact on the economy of the main growing areas of sugarcane and the life of the peasants, so that the sugarcane can get rid of the poor and, at the same time, the development of sugar cane farming The continuous improvement and development of sugarcane industry chain and the cultivation of sugar cane is also an important part of ensuring sugar cane endless. The use of artificial cultivation, per person per day planting area of ​​about 300 square meters, the work of the intensity is too large, not affordable and generally low efficiency, so the development of sugar cane industry, the demand for mechanized cultivation of sugar cane more and more urgent. At present, at the same time, the invalid part of the sugarcane is also buried in the soil, the situation is more serious waste of resources.

Established in the above-mentioned conditions, the final design of the system to carry out the sorting of sugar cane, can greatly improve the efficiency of sorting sugar cane, its working principle is through the camera to obtain the image of the sugar cane section, and then the sugar cane image Transformed into a grayscale image, converted to a binary image, and then denoised the binary map, that is, morphological processing, and finally the resulting image data analysis, and then determine the collection of sugarcane images have no stem section , Part of the stem section is a qualified product, can be used as seed cultivation, and no stem section of the sugar cane section was additionally collected as sugar raw materials. After our continuous debugging of the system to prove that this design is feasible, it can achieve part of the agricultural automation.

Keywords：Machine vision；Sugar cane section；Image processing; grayscale image

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 研究的目的和意义 1

1.2 机器视觉系统的应用 1

1.3 机器视觉在国内外的研究现状 2

第二章 图像工程与机器视觉在甘蔗段分选中的应用 3

2.1 机器视觉与图像工程  3

2.1.1 图像和数字图像 3

2.1.2 机器视觉技术 3

2.2 图像处理技术 4

2.2.1 图像处理和分析系统 4

2.2.2 图像的采集 4

2.2.3 图像处理 4

第三章 甘蔗段分选系统图像采集与传输 6

3.1 图像采集系统中光源的选择 6

3.2 图像采集系统中相机的选择 7

3.2.1 镜头的选择 7

3.2.2 相机的选择 7

3.3 图像的传输 8

第四章 甘蔗图像的处理 9

4.1 图像分割 9

4.1.1 甘蔗图像的灰度图 9

4.1.2 甘蔗图像的二值图 10

4.2 甘蔗段图像形态学处理 10

第五章 甘蔗段图像识别的调试结果及分析 12

5.1 系统检测 12

5.2 系统调试结果分析 14

第六章 结束语 15

致 谢 16

参考文献 17

附 录 19

第一章 引 言

1.1 研究的目的和意义

甘蔗在我国制糖工业中有扮演者非同寻常的角色，甘蔗的植面积在我国的种植面积是其他糖料作物的五倍之多，而甘蔗的糖料产量也店高于其他糖料作物达到了占据了九成左右，几乎统治了糖料作物的江山。甘蔗产业链的持续发育对种植甘蔗的经济区和当地农民有深远的影响，并使种植甘蔗的农民奔向小康，使蔗农得以脱贫致富，与此同时，甘蔗种植业的发展和甘蔗产业链的不断完善和发展对我国甘蔗种植区的经济发展和制糖工业产生了翻天覆地的改变，也非比寻常的实际意义。

中国最常见的食用甘蔗为中国竹蔗。表皮一般为紫色和绿色两种常见。 在种植甘蔗上花费的劳动力较大，而且种植甘蔗也是保证甘蔗生生不息的重要的一环。采用人工种植，每人每天的种植面积约为300平方米，工作的强度太大，不经济实惠而且效率普遍较低，所以，对甘蔗产业的发展对甘蔗的机械化种植的需求越来越迫切。目前，国内外在用种植机种植甘蔗过程中要用到大量的人力物力搬运甘蔗，与此同时，无效的蔗种部分也被埋入土中，资源浪费的情况比较严重。为了减少甘蔗种植时的人力物力,有效的且高效的运用资源，我们总结出了一个可智能识别甘蔗段的茎节部分的软件系统，并且能辨认出所截取的甘蔗段是否带有茎节部分，含有茎节部分的甘蔗可以用来六中种植甘蔗，而不含有茎节部分的甘蔗则用来提取其中的糖分，所以，研究甘蔗段视觉分选系统对甘蔗产业的机械化和自动化的发展有着重要意义。

1.2 机器视觉系统的应用

机器视觉在工业、医学、卫星遥感、机器人导航及视觉伺服系统等中均有应用。

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