农业机械学报

作者：韩长杰，燕长辉，仇世龙，徐阳，胡斌，毛罕平

单位：新疆农业大学,新疆农业大学,新疆农业大学,新疆农业大学,石河子大学,新疆农业大学,

关键词：棉花打顶;双圆盘;机器视觉;YOLO v3;识别定位;运动控制

基金：国家重点研发计划项目（2022YFD2002401）和新疆维吾尔自治区天山创新团队项目（2021D14010）

为降低人工打顶的劳动强度，减少化学打顶的环境污染，改善“一刀切”式打顶机构的过打顶情况，通过分析手工打顶过程，设计了一种双圆盘式打顶机构，并基于机器视觉，设计打顶装置单行样机，实现棉花打顶的全程自动化控制。该装置主要由打顶机构、视觉检测机构、运动机构和棉花顶尖识别及控制系统组成。基于棉田调研、结构计算和预试验，确定了打顶装置的整体结构和关键部件尺寸。结合视觉识别研究基础与实际应用，选用YOLO v3算法搭建棉花顶尖识别及控制系统，实现棉花顶尖的识别定位，完成打顶机构的运动控制。以打顶期棉花为研究对象，进行棉花顶尖识别试验、打顶机构性能试验和田间试验，结果表明：棉花顶尖识别试验平均识别率为93%；打顶机构性能试验平均打顶率为94.67%；田间试验平均识别率为85.33%，平均打顶率为78.22%。研究结果可为棉花精准化与智能化打顶的研究提供参考。

来源：2023年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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