[实用新型]基于FPGA的烟叶自动分级系统

说明书

技术领域

本实用新型属于烟草技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的烟叶自动分级系统。

背景技术

我国是烟草种植与消费的大国，而烟草是湖北省恩施州的“绿色银行”，一直以来，恩施州将烟叶生产当作支柱产业来抓，致力于打造湖北省优质特色烟叶。烟叶作为一种重要的经济作物,它是恩施重要的出口农产品,对恩施州经济的增长起到了较大的作用。随着烟草工业的蓬勃发展，人们对烟叶的质量分级提出了更高要求，烟草产业持续稳定发展。

目前，恩施州烟叶耕地已达300万亩以上，基本烟田保护面积150万亩。全州常年烟叶种植面积稳定在60余万亩、收购量150余万担。烟叶产量占全省烟叶总量的70％，出口备货量占全国的80％以上，在全国31个重点烟叶产区中名列第6位。“清江源”特色优质烟叶已经成为国内众多重点卷烟工业企业知名骨干品牌的主配方。国外利用计算机视觉技术研究烟叶的检测与分级开始于1984 年，相对于国内的研究开展来说要早许多。1988年，美国的Thomas C.E.发表了一篇题为((Techniques of image analysis applied to the measurement of tobacco and relatedproducts))(图像分析技术在烟草和相关产品测量方面的应用) 的论文，提出将图像处理应用于烟草及相关产品。这表明研究人员已开始将计算机视觉的理论和技术应用于烟叶的品质检测与分级。此后，这一方面的研究又逐步取得了一些进展。1993年，津巴布韦大学的MacCormac设计了一个可用于烟叶实时分级的图像处理单元原形。1997年，CHO和PAEK研究了如何利用机器视觉提取白肋烟的形状、颜色等特征以对其进行分级。Tattersfield和Forbes 提取烤烟烟叶的形状、颜色等特征，对烤烟的生长部位和颜色进行分组识别。但是对于我国来说，进行烟叶自动识别和分级技术的研究起步相对较晚，但也有一定数量的研究成果。主要包括烟叶的颜色、形状、纹理等常见的图像特征，此外还有其他较为特殊的方法。

国内对于FPGA的烟叶自动分级研究较少，对烟叶的图像特征提取尚未成熟。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种分级标准统一，分级准确率高，效率高，成本低的基于FPGA的烟叶自动分级系统。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于FPGA的烟叶自动分级系统，包括第一平台，所述第一平台底部的四个角部均固定安装有支腿，所述第一平台的正下方设置有第二平台，所述第二平台与支腿固定连接，所述第一平台上设置有VGA显示屏和工控屏，且VGA显示屏设置在工控屏的左侧，所述VGA显示屏的后侧从左到右依次设置有稳压电源、 DC-DC降压模块和DE1-SoC，所述第二平台的中心处固定安装有步进电机，所述步进电机的顶部通过转动轴与旋转盘连接，所述第二平台上固定安装有测速模块和电机驱动器，且电机驱动器上固定有74LS245模块，所述第一平台的底部固定安装有与旋转盘边缘位置对应的CCD摄像头，且CCD摄像头的周围固定有多个LED灯，所述CCD摄像头的输出端通过电视解码器与DE1-SoC的输入端连接，所述DE1-SoC的输出端通过电机驱动器与步进电机的输入端连接，所述DE1-SoC的输入端分别与测速模块和工控屏的输出端连接，所述稳压电源的输出端通过DC-DC降压模块与DE1-SoC的输入端连接，所述DE1-SoC的输出端通过VGADAC芯片与VGA显示屏的输入端连接，所述DE1-SoC的输出端通过服务器与移动设备的输入端连接，所述DE1-SoC包括FPGA和HPS，所述 DE1-SoC的输出端通过74LS245模块与LED灯的输入端连接。

进一步，所述测速模块设置在电机驱动器的左侧，且测速模块和电机驱动器设置在步进电机的前侧。

进一步，所述工控屏具体为LCD触摸感应屏。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型实现了一个基于FPGA 的烟叶自动分级系统，包括烟叶的图像采集、灯光补偿、自动传送、分级判决和实时显示等功能，利用线性CCD摄像头，通过DE1-SoC上的电视解码器 ADV7180将图像采集下来，其中内嵌一块ARM的硬核，很好地利用了FPGA 的内部资源，对烟叶的颜色特征识别有着很好的分析和识别，分级标准统一，分级准确率高，效率高，成本低。

附图说明

图1是本实用新型提供的基于FPGA的烟叶自动分级系统的原理框图；