马铃薯是重要的粮食、蔬菜兼用作物,具有生育周期短、高产出稳产出、适应能力强、粮菜兼用等特点,用途非常广泛,已成为我国第四大主粮。目前,我国是世界上马铃薯种植面积及产量最大的国家。随着农业现代化的发展和农业产业结构的调整,播种机排种性能系统的研究和制造对农产品增产具有显著的效果,也是农业增产丰收和降低粮食生产成本的主要技术之一。而播种机的核心装置是排种器,排种器性能检测是评估播种机性能的主要技术手段。因此,排种器性能检测技术对排种器性能鉴定,以及对新型排种器的研究开发有重要影响。为实现马铃薯排种器的排种性能指标和播种精确性指标检测,设计了一种由铺砂、排种、输送、控制以及图像处理等工作部分组成的马铃薯排种器性能检测系统,并提出了相应的检测方法:排种器固定于试验台上方正常工作,种薯掉落在移动的输送带上,使用工业相机拍摄传送带上种薯的视频。依据输送带运动参数和相机帧率,确定和提取视频的关键帧。通过识别和定位传送带上粘贴的二维码,实现对关键帧的拼接,得到一次测试中全部的、无重复的一幅种薯图像。对种薯图像进行处理和分析,得到每个种薯的中心坐标,继而计算种薯的相对位置信息,以评估排种器性能。本文主要研究内容包括:(1)马铃薯排种器性能检测系统的组成详细介绍了马铃薯排种器性能检测系统的总体硬件结构及试验台架的工作原理。描述了系统的各个组成部分,包括输送部分、排种部分、排砂部分和种砂分离系统。搭建了种薯视频采集系统,使用工业相机采集排种过程中种薯的运动的图像。讨论了各组成部分及其对图像采集质量等方面的影响。最后,对采集到图像进行了标定。(2)排种视频处理方法研究了动态种薯视频流的处理方法。首先,载入种薯视频,对视频中的图像进行关键帧的提取;然后,利用图像模式识别的处理方法,设计二维码作为标识块,对提取的关键帧进行拼接。其次,对拼接后得到的图像进行灰度化、二值化、孔洞填充、去除边界、开运算、去小目标等一系列图像处理,较好地去除了采集种薯图像因性能检测试验台工作时产生的机械振动、输送带上存在细小杂质等因素带来的图像噪声,得到一幅高质量且无干扰的二值图像。提取种薯的面积和中心点位置特征量,完成种薯图像中马铃薯粒距的提取。最后,根据单粒(精密)播种机试验方法的规定,对种薯粒距进行处理和保存,得到马铃薯排种器的重播指数、合格指数和漏播指数,用于检测排种性能指标和播种精确性指标。(3)排种器性能检测系统试验及结果分析对马铃薯排种器性能系统进行了试验分析,证明了图像处理算法的可行性,图像处理结果与种薯实际分布情况相一致。并与人工测量数据进行了对比分析,结果表明,种薯粒距的机器测量值和人工测量值的绝对误差在12mm以内,平均绝对误差是4.664mm,最大相对误差是7.58%,平均相对误差是2.57%。本文着眼于马铃薯排种器性能检测系统的研究,开展了基于视频流系统的排种器性能检测方法的研究。试验分析和讨论了种薯图像拼接效果和种薯粒距测量精度,证明了图像处理算法的可行性,该检测系统测量精度高,大幅降低了人工劳动强度,具有很好的应用价值。