本發(fā)明涉及杏鮑菇栽培過程中長勢的監(jiān)控領(lǐng)域，具體說是一種采用圖像處理算法對在杏鮑菇整個生長過程定時采集的照片進(jìn)行分析，進(jìn)而獲得杏鮑菇在各個階段生長狀況的監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著對杏鮑菇消費(fèi)量的逐年增加，大批量、工程化生產(chǎn)杏鮑菇的企業(yè)也越來越多，據(jù)統(tǒng)計，2013年我國杏鮑菇產(chǎn)量為92.5萬噸，2014年國內(nèi)產(chǎn)量增長至107.5萬噸。杏鮑菇的高效種植，除了基質(zhì)養(yǎng)料對其有重要的影響外，生長環(huán)境對杏鮑菇的生長同樣有不可小覷的影響。為了給杏鮑菇生長創(chuàng)造一個最適合的環(huán)境，不少企業(yè)對杏鮑菇的種植房都安裝有對空氣溫濕度、空氣二氧化碳濃度、土壤溫濕度以及環(huán)境光照強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)自動控制的系統(tǒng)。但是，具體對環(huán)境參數(shù)設(shè)置多大的值最適合杏鮑菇的生長，而且杏鮑菇生長的不同階段所需要的環(huán)境并不相同。目前企業(yè)一般采用通用的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行種植，至于通用的參數(shù)是不是最適合的自己的，企業(yè)目前還無法得知。

目前，對杏鮑菇長勢監(jiān)控，均是簡單采用視頻監(jiān)控設(shè)備，視頻監(jiān)控設(shè)備僅僅能供工作人員觀看，無法做到對杏鮑菇各個階段的生長狀況進(jìn)行分析，更無法獲得最適合的種植參數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于圖像處理的杏鮑菇長勢監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對杏鮑菇的生長狀況自動進(jìn)行圖像采集，并能夠自動分析各個階段的杏鮑菇長勢進(jìn)行分析，配合環(huán)境參數(shù)自動控制系統(tǒng)提供的環(huán)境信息，可以獲得最適合的杏鮑菇生長的個性化的環(huán)境參數(shù)，為高效種植提供依據(jù)。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)：

一種基于圖像處理的杏鮑菇長勢監(jiān)控系統(tǒng)，包括引導(dǎo)線、圖像采集識別點(diǎn)、巡線小車和圖像采集分析裝置；

所述引導(dǎo)線為一條通電電纜，在電纜中通入一定的電流，則在電纜周圍會產(chǎn)生一個恒定的磁場，磁場強(qiáng)度的大小與距引導(dǎo)線距離的有關(guān)，距離電纜越近的位置，磁場強(qiáng)度越強(qiáng)，反之，距離電纜越遠(yuǎn)的位置，磁場強(qiáng)度越弱。

所述巡線小車通過檢測磁場強(qiáng)度的差異作為導(dǎo)航信號而巡線行駛；所述引導(dǎo)線在菌室內(nèi)靠近杏鮑菇層架的位置呈“S”形鋪設(shè)，從而引導(dǎo)巡線小車為每個層架的杏鮑菇拍照。

所述圖像采集識別點(diǎn)為杏鮑菇層架上作為圖像采集點(diǎn)的位置，在每個圖像采集識別點(diǎn)上都安裝有磁鐵，為巡線小車每次采集圖像提供位置信息。

所述巡線小車，包括車底板，對稱設(shè)置于車底板兩側(cè)的驅(qū)動輪，設(shè)置于車底板下端、車輪一側(cè)的驅(qū)動器，位于車底板上的控制器，設(shè)置于驅(qū)動車前后兩端的磁導(dǎo)航傳感器，垂直固定于車底板上的豎直支架和位于豎直支架頂端的水平支架；所述驅(qū)動器固定在車底板兩側(cè)，并通過驅(qū)動連桿與驅(qū)動輪相連接，所述豎直支架上預(yù)留有安裝菌柄攝像頭的位置，所述水平支架預(yù)留有安裝菌蓋攝像頭的位置；所述水平支架與豎直支架連接處設(shè)置有傳動器，所述水平支架可以通過傳動器左右移動；在同側(cè)兩個驅(qū)動輪之間設(shè)置有地標(biāo)傳感器，所述地標(biāo)傳感器用于感應(yīng)圖像采集識別點(diǎn)上的磁鐵，引導(dǎo)巡線小車進(jìn)行圖像采集。

所述圖像采集分析裝置包括菌柄攝像頭、菌蓋攝像頭和控制器，所述菌柄攝像頭安裝在豎直支架上，用于拍攝菌柄的生長情況和菌包包裝袋上的刻度線；所述菌蓋攝像頭安裝在水平支架上，用于拍攝杏鮑菇菌蓋的生長情況和菌包的直徑；控制器為系統(tǒng)的控制核心，通過導(dǎo)線連接菌柄攝像頭、菌蓋攝像頭、磁導(dǎo)航傳感器、地標(biāo)傳感器，負(fù)責(zé)檢測引導(dǎo)線位置控制巡線小車按規(guī)劃路徑行駛，負(fù)責(zé)檢測圖像采集識別點(diǎn)的位置，控制小車在圖像采集識別點(diǎn)處停止，并控制菌柄攝像頭和菌蓋攝像頭啟動拍照。

進(jìn)一步，所述豎直支架垂直固定在車底板上的中央位置。

進(jìn)一步，所述豎直支架為多兩級伸縮結(jié)構(gòu)，可以按要求升高和降低。

本發(fā)明的工作原理如下：本杏鮑菇長勢監(jiān)控系統(tǒng)，包括引導(dǎo)線、圖像采集識別點(diǎn)、巡線小車和圖像采集分析裝置。首先在引導(dǎo)線中通過一定大小的電流，則在引導(dǎo)線周圍會形成一個穩(wěn)定的磁場，距離引導(dǎo)線越近的位置，磁場強(qiáng)度越大，反之磁場強(qiáng)度越小。將巡線小車放到入口內(nèi)，巡線小車將自動向前行駛，巡線小車上的磁導(dǎo)航傳感器實(shí)時獲取到的磁場強(qiáng)度信號送到控制器，控制器根據(jù)磁場強(qiáng)度的變化分析出巡線小車的位置偏移信息，控制驅(qū)動器，實(shí)時調(diào)整巡線小車的行駛方向，從而保證巡線小車一直沿引導(dǎo)線前進(jìn)而不會偏離方向行駛。在行進(jìn)的過程中，地標(biāo)傳感器也在實(shí)時檢測圖像采集點(diǎn)上磁鐵的位置，如果地標(biāo)傳感器檢測到圖像采集點(diǎn)上的磁鐵，則向控制器發(fā)出拍照請求信號，控制器控制巡線小車停止，菌柄攝像頭和菌蓋攝像頭開啟，對此處的杏鮑菇進(jìn)行拍照，將此刻杏鮑菇菌柄、菌蓋和菌包上的刻度線、菌包的直徑以及拍照的時間記錄下來，同時控制器按照設(shè)置控制升高或降低豎直支架，完成對其他層杏鮑菇的圖像采集，記錄相關(guān)信息。該圖像采集點(diǎn)拍照完成后，控制器控制巡線小車?yán)^續(xù)沿引導(dǎo)線前進(jìn)，當(dāng)?shù)貥?biāo)傳感器再次檢測到圖像采集點(diǎn)上的磁鐵時，再次向控制器申請拍照。巡線小車從入口到出口行駛一周，則完成對菌房中所有杏鮑菇的圖像采集。完成了一周圖像采集，巡線小車將在出口出等待，兩小時后，巡線小車將再次進(jìn)入入口，開始新的一周的圖像采集。杏鮑菇的生長周期大約為17-19天，這樣經(jīng)過一個生長周期的采集，將獲得每個采集點(diǎn)出每2小時一個的杏鮑菇圖像。通過對每一個菌包杏鮑菇的縱向分析，便可獲得每個階段杏鮑菇的生長狀況。

該發(fā)明的有益效果是：通過使用該系統(tǒng)，可以對杏鮑菇的生長狀況自動進(jìn)行圖像采集，并能夠自動分析各個階段的杏鮑菇長勢進(jìn)行分析，通過長期的監(jiān)控，并對比當(dāng)時的環(huán)境參數(shù)，就可以獲得最適合杏鮑菇生長的個性化的環(huán)境參數(shù)，為高效種植提供依據(jù)。

附圖說明

圖1：杏鮑菇栽培層架結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2：杏鮑菇栽培層架正視結(jié)構(gòu)示意圖

圖3：杏鮑菇菌包結(jié)構(gòu)示意圖

圖4：本發(fā)明菌房內(nèi)巡線小車導(dǎo)引線形狀示意圖(起點(diǎn)和終點(diǎn)需要相連)

圖5：本發(fā)明巡線小車結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6：本發(fā)明巡線小車結(jié)構(gòu)俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7：本發(fā)明圖像采集裝置結(jié)構(gòu)原理圖；

其中：1-菌房，2-杏鮑菇栽培層架，3-菌包栽培箱，4-杏鮑菇菌包，5-菌包包裝袋刻度線，6-杏鮑菇菌體，61-菌柄，62-菌蓋，7-引導(dǎo)線，71-巡線小車入口，72-巡線小車出口，8-地標(biāo)傳感器，81-磁鐵，9-巡線小車，91-巡線小車驅(qū)動輪，92-驅(qū)動連桿，93-驅(qū)動器，94-底板，10-磁導(dǎo)航傳感器，11-豎直支架，12-菌柄攝像頭，13-水平支架，14-菌蓋攝像頭，15-傳動器，16-控制器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

以圖4所展現(xiàn)的一種菌房為例進(jìn)行說明。如圖1-4所示，菌房中包括杏鮑菇栽培層架2，所述杏鮑菇立體層架2為多層培養(yǎng)架，一般有5-10層，培養(yǎng)架上雙面均可以放置杏鮑菇菌包栽培箱3。每個菌包栽培箱3中可放置多個杏鮑菇菌包4，杏鮑菇菌包4包括圓柱形培養(yǎng)基，長于培養(yǎng)基上的菌體。這是在杏鮑菇種植企業(yè)中使用最為廣泛的一種栽培層架結(jié)構(gòu)。具體到每個菌包的結(jié)構(gòu)，包含多株杏鮑菇菌體6，所述杏鮑菇菌體6分為菌柄61和菌蓋62兩部分，杏鮑菇菌包4外面一周帶有刻度線5，刻度線5主要用作對菌柄61和菌蓋62參數(shù)分析時的尺寸參考。

按照圖4所展示的一種菌房結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)的引導(dǎo)線7的形狀為”S”型，所述引導(dǎo)線7在靠近每個杏鮑菇栽培層架2附近都有鋪設(shè)，并且從起點(diǎn)到終點(diǎn)，引導(dǎo)線7均為連續(xù)的鋪設(shè)，中間無間斷。在每個栽培層架2的一側(cè)，均設(shè)置六個磁鐵81作為圖像采集識別點(diǎn)，磁鐵81為每次巡線小車9在該處的圖像采集提供精確的位置信息。

如圖5、6所示，巡線小車有四個驅(qū)動輪91，每個驅(qū)動輪上均安裝有驅(qū)動器93，驅(qū)動輪91和驅(qū)動器93通過驅(qū)動連桿92連接；巡線小車9的前后兩端都安裝有磁導(dǎo)航傳感器10，磁導(dǎo)航傳感器10能夠感應(yīng)到引導(dǎo)線7周圍的磁場強(qiáng)度，從而確定巡線小車9的位置。巡線小車的右側(cè)安裝有地標(biāo)傳感器8，地標(biāo)傳感器8能夠識別磁鐵81的位置，從而確定預(yù)先設(shè)定的圖像采集點(diǎn)。

巡線小車9上方中央位置安裝有豎直支架11，豎直支架11為多兩級伸縮結(jié)構(gòu)，可以按要求升高和降低，豎直支架留有安裝菌柄攝像頭12的位置，且豎直支架頂端和水平支架13相連；在豎直支架與水平支架連接處設(shè)置有傳動器15，所述水平支架可以通過傳動器15左右移動，所述水平支架13上留有安裝菌蓋攝像頭14的位置。

如圖5、7所示，所述巡線小車9上還安裝有控制器16，控制器16為系統(tǒng)的控制核心，通過導(dǎo)線連接菌柄攝像頭12、菌蓋攝像頭14、磁導(dǎo)航傳感器10、地標(biāo)傳感器8、傳動器15，負(fù)責(zé)檢測引導(dǎo)線位置控制巡線小車9按規(guī)劃路徑行駛，負(fù)責(zé)檢測圖像采集識別點(diǎn)的位置，控制小車在圖像采集識別點(diǎn)81處停止，并控制菌柄攝像頭12和菌蓋攝像頭14啟動拍照。菌柄攝像頭12安裝在豎直支架11上，用于拍攝菌柄61的生長情況和菌包包裝袋上的刻度線5；菌蓋攝像頭14安裝在水平支架13上，用于拍攝杏鮑菇菌蓋62的生長情況和菌包的直徑。

將巡線小車9放到入口71內(nèi)，巡線小車9將自動向前行駛，巡線小車上的磁導(dǎo)航傳感器10實(shí)時將獲取到的磁場強(qiáng)度信號送到控制器16，控制器16根據(jù)磁場強(qiáng)度的變化分析出巡線小車的位置偏移信息，控制驅(qū)動器93，實(shí)時調(diào)整巡線小車9的行駛方向，從而保證巡線小車9一直沿引導(dǎo)線前進(jìn)而不會偏離方向行駛。在行進(jìn)的過程中，地標(biāo)傳感器8也在實(shí)時檢測者圖像采集點(diǎn)上磁鐵81的位置，如果地標(biāo)傳感器檢測到圖像采集點(diǎn)上的磁鐵81，則向控制器16發(fā)出拍照請求信號，控制器16控制巡線小車9停止，菌柄攝像頭12和菌蓋攝像14頭開啟，對此處的杏鮑菇進(jìn)行拍照，將此刻杏鮑菇菌柄61、菌蓋62和菌包上的刻度線5、菌包的直徑以及拍照的時間記錄下來，同時控制器16按照設(shè)置控制升高或降低豎直支架11，完成對其他層杏鮑菇的圖像采集，記錄相關(guān)信息。該圖像采集點(diǎn)拍照完成后，控制器16控制巡線小車9繼續(xù)沿引導(dǎo)線前進(jìn)，當(dāng)?shù)貥?biāo)傳感器8再次檢測到圖像采集點(diǎn)上的磁鐵81時，再次向控制器16申請拍照。巡線小車9從入口71到出口72行駛一周，則完成對菌房中所有杏鮑菇的圖像采集。完成了一周圖像采集，巡線小車9將在出口72出等待，兩小時后，巡線小車將再次進(jìn)入入口71，開始新的一周的圖像采集。通過對每一個菌包杏鮑菇生長圖像的縱向分析，便可獲得每個階段杏鮑菇的生長狀況。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。