新型水果榨汁机定位关键技术研究

摘要

榨汁机是日常生活中常见的一种设备，一般分为工业榨汁设备、家用榨汁机、自动售货榨汁机。目前市场上的榨汁机存在定位技术不成熟的问题，在市场上的推广与应用相对落后。新型榨汁机是自动售货榨汁机的一种，优点在于能够自动完成水果定位去核的环节，对提升人们的生活品质具有重要意义。本文研究榨汁机的智能定位技术，主要分析解决的问题是：如何准确定位果核的位置。为了对果核的位置进行精准定位，本文提出了一种基于视觉定位的方法。首先,对定位去核平台进行研制。其次,进行相机标定利用视觉技术自动判别水果轮廓特征，最后实现对定位点的提取与处理。由于新型榨汁机既能节约人力成本，提高工作效率，也有助于提高人们的生活质量，所以开展这项技术研究有着重要的现实意义。主要的研究内容有如下几点： （1）针对水果的特点对相机标定算法进行有效的改进，运用了改进型坐标平面相机标定算法，进行相机标定仿真试验，结果表明改进后的标定效果比传统方法要好，投影误差较小。该实验结果为进一步准确提取水果图像打下了基础。 （2）对水果图像噪声进行了处理与研究，利用改变不同门限阈值的方法，对高密度脉冲噪声处理算法进行改进，从而改善了水果图像噪声处理效果不明显的问题。在对水果边缘进行检测和特征提取方面，采用了优化边缘检测算法，将提取水果外围轮廓，然后运用优化的特征提取算法对轮廓特征进行分析计算，并提取出定位点坐标，最终达到定位的目的。 （3）实现了新型榨汁机的人机界面，进行了需求分析，对应用界面进行实验，制作了以STM32F429为控制芯片，实现信息从触摸屏和网页到底层驱动传输，达到了运用摄像头快速采集水果图像并且保存图片的目的。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要工作

第二章 水果定位去核平台研制

2.1 定位去核平台

2.2 定位去核机构实现效果

2.3 本章总结

第三章 水果定位的相机标定及建模

3.1标定原则

3.2 相机标定的数学模型

3.3 新型榨汁机相机标定仿真实验

3.4 本章总结

第四章 水果图像处理及定位实现

4.1 水果图像噪声

4.2 图像边缘检测原理

4.3 Canny边缘检测算法

4.4 霍夫变换水果特征检测算法

4.5 特征图像定位匹配算法

4.6 梯度下降算法

4.7 本章总结

第五章 新型水果榨汁机的人机界面实现

5.1 需求分析

5.2 新型榨汁机的硬件组成

5.3 新型榨汁机的软件组成

5.4 基于emwin的GUI界面设计实现

5.5 摄像头图像采集实现

5.6 样机实现

5.7 本章总结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的学术成果