一種穴盤苗圖像采集裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種穴盤苗圖像采集裝置和方法，其采用莖桿撓彎部件將處在圖像采集工作位置的當(dāng)前行穴盤苗的植株向后撓彎，使其露出莖桿部分，而當(dāng)前行穴盤苗的前一行穴盤苗依舊保持直立狀態(tài)；然后利用相機采集水平投影下的穴盤苗彩色圖像，并將信息傳遞給工控機，再利用圖像處理方法處理該彩色圖像，同時獲取前一行穴盤苗的葉面積、周長、顏色等水平投影下的基本信息和當(dāng)前行每株穴盤苗的莖粗信息。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，在獲取穴盤苗水平投影下基本信息的同時，獲取了穴盤苗的莖粗信息，有效解決了現(xiàn)有健康苗識別技術(shù)中存在的莖粗信息缺失這一問題，完善了健康苗判別準(zhǔn)則，提高了健康苗識別精度。
【專利說明】 一種穴盤苗圖像采集裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動移栽時健康苗識別領(lǐng)域，具體涉及一種穴盤苗圖像采集裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]工廠化育苗技術(shù)以其突出的優(yōu)點得到快速發(fā)展，穴盤精量播種已逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工播種，但在實際生產(chǎn)中因受種子發(fā)芽率、漏播、種子個體變異以及苗期管理環(huán)境差異的影響，穴盤內(nèi)會出現(xiàn)無苗或存有非健康苗的穴孔，進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)機械化批量移栽出現(xiàn)漏栽現(xiàn)象。這促使人們加大了對溫室移栽作業(yè)中健康苗圖像識別技術(shù)的研發(fā)，但目前穴盤苗圖像采集系統(tǒng)提取的特征僅限于穴盤苗的葉面積、周長、顏色等。提取特征值的有限為建立健康苗判別準(zhǔn)則帶來了一定的難度，且其精準(zhǔn)度不高。
[0003]莖粗對識別健壯苗有正向的決定作用，并且莖粗與葉面積、苗干重、根干重、根體積之間一般存在顯著乃至極顯著的正相關(guān)關(guān)系。莖粗作為評價壯苗指數(shù)最常用的單項性狀指標(biāo)之一，在很大程度上代表或反映出種苗的生長發(fā)育程度，對生態(tài)因子的反應(yīng)有明顯的方向性，即隨環(huán)境條件的改善，指標(biāo)量逐漸增高；在正常的范圍內(nèi)，特別在種苗沒有明顯徒長的時候，這些指標(biāo)具有穩(wěn)定的代表性，因此健康苗圖像識別過程中獲取作物的莖粗信息顯得尤為重要。然而，由于種苗的莖桿多半被種苗的苗葉所遮蓋，所以水平投影下很難獲取穴盤苗的莖粗信息。又由于穴盤中的種苗相互排列成行或成列，所以也很難通過側(cè)面拍攝獲取每一株穴盤苗的莖桿信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種穴盤苗圖像采集裝置和方法，在獲取穴盤苗葉面積、周長、顏色等水平投影下的基本信息的同時，獲取穴盤苗的莖粗信息。從而解決現(xiàn)有穴盤苗圖像采集技術(shù)中存在的莖粗信息缺失這一問題，提高健康苗識別精度。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種穴盤苗圖像采集裝置，包括穴盤輸送系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)和控制單元；
[0006]所述穴盤輸送系統(tǒng)包括輸送臺架、傳送帶、傳送帶驅(qū)動裝置和穴盤到位檢測元件；所述圖像采集系統(tǒng)包括門型機架、帶有圖像采集卡的工控機、相機和莖桿撓彎部件；所述門型機架包括橫梁，所述橫梁兩端固定連接有橫梁支架，所述橫梁支架分別安裝在所述輸送臺架的兩側(cè)；所述相機安裝在所述橫梁上，且所述相機的攝像頭正對于所述傳送帶；所述莖桿撓彎部件包括擋苗板，所述擋苗板安裝在所述橫梁支架上，且位于所述相機攝像頭的下方；
[0007]所述傳送帶驅(qū)動裝置安裝在所述輸送臺架上，通過鏈傳動或帶傳動驅(qū)動所述傳送帶向前運動；所述穴盤到位檢測元件安裝在所述輸送臺架上，且位于所述相機攝像頭的下方；所述控制單元分別與所述的工控機、傳送帶驅(qū)動裝置和穴盤到位檢測元件相連，所述工控機(210)與所述相機相連。
[0008]進(jìn)一步的，考慮到不同品種作物移栽期的種苗高度不同，所述擋板的安裝高度需根據(jù)穴盤苗的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。故在所述擋苗板與所述橫梁支架之間安裝有滑塊，所述橫梁支架上設(shè)有滑槽，所述滑塊通過第一定位螺釘固定在所述滑槽內(nèi)；松開所述第一定位螺釘，所述擋苗板通過所述滑塊在所述橫梁支架的滑槽內(nèi)滑動。
[0009]更進(jìn)一步的，所述擋苗板距離所述傳送帶表面的高度hi與穴盤高度h2、穴盤苗的莖桿高度h3間的關(guān)系式為:h2+2/3h3 ^ hi ^ h2+h3。
[0010]進(jìn)一步的，為實現(xiàn)所述擋苗板的角度可調(diào)，所述擋苗板兩端設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述滑塊上設(shè)有安裝孔，所述轉(zhuǎn)軸通過第二定位螺釘固定在所述安裝孔內(nèi)；松開所述第二定位螺釘，所述擋苗板通過所述轉(zhuǎn)軸在所述安裝孔內(nèi)轉(zhuǎn)動。
[0011]更進(jìn)一步的，為確保所述擋苗板在可靠地將穴盤苗植株撓彎便于所述穴盤苗的莖粗信息獲取的同時，不折損所述穴盤苗，所述擋苗板與穴盤進(jìn)給方向所成角度α為110。?130。。
[0012]進(jìn)一步的，所述穴盤到位檢測元件為光電傳感器或接近開關(guān)中的一種。
[0013]根據(jù)本發(fā)明實施例提供的一種穴盤苗圖像采集方法，包括以下步驟:
[0014]S1、將η行穴盤放置在傳送帶上，啟動穴盤輸送系統(tǒng)，穴盤在傳送帶的帶動下向前輸送；
[0015]當(dāng)穴盤中第I行穴盤苗輸送到圖像采集工作位置時，停止穴盤輸送，擋苗板將第I行穴盤苗的植株向后撓彎，露出莖桿；
[0016]啟動圖像處理系統(tǒng)，相機采集水平投影下穴盤苗的彩色圖像并傳遞信息至工控機，再應(yīng)用圖像處理方法獲取第I行穴盤苗的莖粗特征參數(shù)；
[0017]S2、繼續(xù)穴盤輸送，當(dāng)穴盤中第2行穴盤苗輸送到圖像采集工作位置時，停止穴盤輸送，擋苗板將第2行穴盤苗的植株向后撓彎，露出莖桿；第I行穴盤苗保持直立狀態(tài)；
[0018]相機采集水平投影下穴盤苗的彩色圖像并傳遞信息至工控機，再應(yīng)用圖像處理方法獲取第I行穴盤苗的葉上部特征參數(shù)和第2行穴盤苗的莖粗特征參數(shù)；
[0019]S3、重復(fù)操作步驟2，依次獲取第m(m = 2,3,…，n_l)行穴盤苗的葉上部特征參數(shù)和第m+1行穴盤苗的莖粗特征參數(shù)；
[0020]S4、繼續(xù)穴盤輸送，當(dāng)穴盤向前進(jìn)給一行后停止輸送，第12行穴盤苗從擋苗板中釋放，保持直立狀態(tài)；
[0021]相機采集水平投影下穴盤苗的彩色圖像并傳遞信息至工控機，再應(yīng)用圖像處理方法獲取第η行穴盤苗的葉上部特征參數(shù)；
[0022]S5、返回步驟I。
[0023]進(jìn)一步的，為提高圖像采集獲得的所述穴盤苗特征參數(shù)的精確度，所述的圖像采集工作位置為相機攝像頭的正下方；
[0024]進(jìn)一步的，所述的圖像采集工作位置通過穴盤到位檢測元件檢測獲得；
[0025]進(jìn)一步的，所述穴盤苗的葉上部特征參數(shù)包括顏色、葉面積和葉邊周長特征參數(shù)。
[0026]本發(fā)明的技術(shù)效果:(I)采用莖桿撓彎部件將處在圖像采集工作位置的當(dāng)前行穴盤苗的植株向后撓彎，使其露出莖桿，而當(dāng)前行穴盤苗的前一行穴盤苗依舊保持直立狀態(tài)，從而通過一次的圖像采集，便可同時獲取前一行穴盤苗的葉面積、周長、顏色等水平投影下的基本信息和當(dāng)前行每株穴盤苗的莖粗信息，有效解決了現(xiàn)有健康苗識別技術(shù)中存在的莖粗信息缺失這一問題，完善了健康苗判別準(zhǔn)則，提高了健康苗識別精度；
[0027](2)采用擋苗板將當(dāng)前行穴盤苗向后撓彎，改善了前一行穴盤苗的苗葉重疊現(xiàn)象，有利于葉面積、周長等特征參數(shù)的提取，進(jìn)一步提聞了健康苗識別精度；
[0028](3)所述莖桿撓彎部件的擋苗板高度和傾斜角度可根據(jù)不同作物品種的移栽種苗高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，其適用性較為廣泛，且調(diào)節(jié)方法簡便；
[0029](4)所述擋苗板與穴盤進(jìn)給方向成一定的傾斜角度，在確保將穴盤苗植株撓彎便于莖粗信息獲取的同時，不損傷穴盤苗的苗葉和莖桿；此外，還可確保穴盤苗從擋苗板中釋放后能有效回彈保持直立狀態(tài)；
[0030](5)所述圖像采集裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低且使用操作方便。
[0031]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點將從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中變得明顯和容易理解，其中:
[0033]圖1為本發(fā)明的穴盤苗圖像采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2為本發(fā)明的莖桿撓彎裝置的爆炸視圖。
[0035]圖3為本發(fā)明的擋苗板的高度調(diào)節(jié)示意圖。
[0036]圖4為本發(fā)明的擋苗板的角度調(diào)節(jié)示意圖。
[0037]圖5為相機采集到的水平投影下穴盤苗圖像。
[0038]圖6為本發(fā)明采集第二行穴盤苗圖像的工作示意圖。
[0039]圖7為圖6的側(cè)視圖。
[0040]【專利附圖】

【附圖說明】如下:
[0041]圖中:100-輸送臺架，110-傳送帶，112-傳送帶驅(qū)動裝置，120-穴盤到位檢測元件，130-穴盤，140-穴盤苗，142-苗葉，144-莖桿，150-穴盤進(jìn)給方向，200-橫梁，202-橫梁支架，204-滑槽，210-工控機，220-相機，230-擋苗板，232-滑塊，233-安裝孔，234-第一定位螺釘，235-第一定位孔，236-轉(zhuǎn)軸，237-第二定位孔，238-第二定位螺釘，240-控制單
J Li ο

【具體實施方式】
[0042]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0043]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0044]此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0045]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語均應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0046]目前穴盤苗圖像采集裝置及方法僅限于獲取穴盤苗葉面積、周長、顏色等水平投影下的葉上部信息，而忽略了壯苗指數(shù)中最常用的莖粗指標(biāo)。提取特征值的有限為建立健康苗判別準(zhǔn)則帶來了一定的難度，進(jìn)而影響健康苗的識別精度。
[0047]在穴盤苗圖像采集過程中，由于種苗的莖桿多半被種苗的苗葉所遮蓋，所以水平投影下很難獲取穴盤苗的莖粗信息。又由于穴盤中的種苗相互排列成行或成列，所以也很難通過側(cè)面拍攝獲取每一株穴盤苗的莖桿信息。
[0048]本發(fā)明目的在于提供一種穴盤苗圖像采集裝置和方法，在獲取穴盤苗葉面積、周長、顏色等水平投影下的基本信息的同時，獲取穴盤苗的莖粗信息。從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的莖粗信息缺失這一問題，提高健康苗識別精度。
[0049]下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的穴盤苗圖像采集裝置。
[0050]如圖1和圖2所述，實現(xiàn)本發(fā)明的穴盤苗圖像采集裝置包括穴盤輸送系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)和控制單元240。
[0051]所述穴盤輸送系統(tǒng)包括輸送臺架100、傳送帶110、傳送帶驅(qū)動裝置112和穴盤到位檢測元件120 ；
[0052]所述圖像采集系統(tǒng)包括門型機架、帶有數(shù)據(jù)采集卡的工控機210、相機220和莖桿撓彎部件；所述門型機架包括橫梁200，所述橫梁200兩端固定連接有橫梁支架202，所述橫梁支架202分別安裝在所述輸送臺架100的兩側(cè)，且所述橫梁支架202上設(shè)有滑槽204 ;所述相機220安裝在所述橫梁200的中心位置，且所述相機220的攝像頭正對于所述傳送帶110 ;所述門型機架可優(yōu)選為鋁型材。
[0053]所述傳送帶驅(qū)動裝置112安裝在所述輸送臺架100上，通過鏈傳動或帶傳動驅(qū)動所述傳送帶I1向前運動；所述穴盤到位檢測元件120安裝在所述輸送臺架100上，且位于所述相機220攝像頭的下方，用于檢測穴盤苗的輸送到位信息；所述穴盤到位檢測元件120為光電傳感器或接近開關(guān)中的一種，優(yōu)選為對射型光電傳感器。
[0054]所述控制單元240分別與所述的工控機210、傳送帶驅(qū)動裝置112和穴盤到位檢測元件120相連，所述工控機210與所述相機220相連。
[0055]所述莖桿撓彎部件包括擋苗板230和滑塊232 ;所述擋苗板230兩端設(shè)有轉(zhuǎn)軸236，所述滑塊232上設(shè)有安裝孔233、第一定位孔235和第二定位孔237 ;所述擋苗板230的轉(zhuǎn)軸236安裝在所述滑塊232的安裝孔233內(nèi)，并通過第二定位螺釘238和第二定位孔237進(jìn)行固定；所述滑塊232通過第一定位螺釘234和第一定位孔235固定在所述橫梁支架202的滑槽204內(nèi)，且位于所述相機220攝像頭的下方。松開第一定位螺釘234，所述擋苗板230可通過所述滑塊204在所述橫梁支架202的滑槽204內(nèi)滑動；松開第二定位螺釘238，所述擋苗板230的轉(zhuǎn)軸236可在所述滑塊232的安裝孔233內(nèi)轉(zhuǎn)動。
[0056]使用過程中，根據(jù)不同作物的移栽穴盤苗高度，分別通過第一定位螺釘234和第二定位螺釘238對擋苗板230的安裝高度和傾斜角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0057]優(yōu)選地，所述擋苗板230距離所述傳送帶110表面的高度hi與穴盤130高度h2、穴盤苗140的莖桿144高度h3間的關(guān)系式為:h2+2/3h3 ^ hi ^ h2+h3(見圖3)。所述擋苗板230與穴盤進(jìn)給方向150所成角度α為110°?130° (見圖4)。以此確保擋苗板230能將穴盤苗140撓彎使其露出莖桿144便于莖粗信息獲取，同時還可確保穴盤苗140從擋苗板230中釋放后能有效回彈保持直立狀態(tài)，且保證穴盤苗140的苗葉142和莖桿144不受損傷。
[0058]進(jìn)一步地，所述控制單元240為單片機或PLC控制器中的一種，所述穴盤苗140可為茄果類、瓠果類、夾豆類中的任一種；所述穴盤130為50孔(10行Χ5列)、72孔(12行X 6列)、98孔(14行X 7列)、128孔(16行X 8列)和200孔(20行X 10列)規(guī)格中的任一種。
[0059]工作原理為:根據(jù)穴盤苗140的生長情況，調(diào)節(jié)好莖桿撓彎部件的高度和傾斜角度；然后啟動穴盤輸送系統(tǒng)，穴盤130在傳送帶110的驅(qū)動下向前輸送；當(dāng)對射型光電傳感器感應(yīng)到穴盤130的到位信息后將信號傳送至控制單元240，控制單元240 —方面控制傳送帶驅(qū)動裝置112使其停止運轉(zhuǎn)，穴盤輸送停止；一方面啟動相機220的外觸發(fā)功能，采集垂直下方的穴盤苗圖像并將信息傳送至工控機210。此時，擋苗板230將處在圖像采集工作位置的當(dāng)前行穴盤苗的植株向后撓彎，使其露出莖桿144，而當(dāng)前行穴盤苗的前一行穴盤苗依舊保持直立狀態(tài)，相機220采集到的穴盤苗圖像如圖5所示。
[0060]然后應(yīng)用圖像處理方法對穴盤苗圖像進(jìn)行一系列圖像處理，從中提取出前一行穴盤苗的葉面積、周長、顏色等水平投影下的基本信息和當(dāng)前行每株穴盤苗的莖粗信息。綜合提取出的每株穴盤苗的所有特征參數(shù)判斷該株穴盤苗是否為健康苗，并將判斷結(jié)果傳送給控制單元240，為后續(xù)健康苗移栽提供位置信息依據(jù)。
[0061]下面將以番茄苗為例，對本發(fā)明所述穴盤苗圖像采集裝置的圖像采集方法作進(jìn)一步說明。所選穴盤規(guī)格為72孔(12行Χ6列)穴盤，簡稱12行穴盤，具體實施步驟如下:
[0062]S0、根據(jù)待移栽番茄苗的生長狀況分別調(diào)節(jié)擋苗板230相對傳送帶110的高度hi和相當(dāng)于穴盤進(jìn)給方向150的傾斜角度α，使其滿足公式h2+2/3h3 ^ hi ^ h2+h3,110°彡α彡130° ;其中，h2為穴盤130的高度，h3為穴盤苗的莖桿144高度。
[0063]S1、將穴盤130放置在傳送帶110上，啟動穴盤輸送系統(tǒng)，穴盤130在傳送帶110的帶動下向前輸送；
[0064]當(dāng)穴盤到位檢測元件120檢測到穴盤130中第I行番茄苗輸送到圖像采集工作位置時，停止穴盤輸送，擋苗板230將第I行番茄苗的植株向后撓彎，使其露出莖桿144 (圖1);
[0065]啟動圖像處理系統(tǒng)，相機220采集水平投影下番茄苗的彩色圖像并將信息傳遞給工控機210，再應(yīng)用圖像處理方法處理該彩色圖像，獲取第I行番茄苗的莖粗特征參數(shù)；
[0066]S2、繼續(xù)穴盤輸送，第I行番茄苗逐漸從擋苗板230中釋放，第2行番茄苗的植株逐漸被擋苗板230向后撓彎；當(dāng)穴盤到位檢測元件120檢測到穴盤130中第2行番茄苗輸送到圖像采集工作位置時，停止穴盤輸送；此時，第2行穴盤苗的植株向后撓彎，露出莖桿144，第I行番茄苗保持直立狀態(tài)，如圖6和圖7所示；
[0067]相機220采集水平投影下番茄苗的彩色圖像并將信息傳遞給工控機210，再應(yīng)用圖像處理方法處理該彩色圖像，獲取第I行番茄苗的葉上部特征參數(shù)(即顏色、葉面積和葉邊周長等信息)和第2行番茄苗的莖粗特征參數(shù)；
[0068]由于此時第2行番茄苗被擋苗板230向后撓彎，所以其苗葉142不會干擾到第I行番茄苗的葉上部特征參數(shù)提取，提高了圖像采集精度；
[0069]S3、繼續(xù)穴盤輸送，第2行番茄苗逐漸從擋苗板230中釋放；第3行番茄苗的植株逐漸被擋苗板230向后撓彎；當(dāng)穴盤130中第3行番茄苗輸送到圖像采集工作位置時，停止穴盤輸送；此時，第3行穴盤苗的植株向后撓彎，露出莖桿144，第2行番茄苗保持直立狀態(tài)；
[0070]相機220采集水平投影下番茄苗的彩色圖像，并應(yīng)用圖像處理方法獲取第2行番茄苗的葉上部特征參數(shù)(即顏色、葉面積和葉邊周長等信息)和第3行番茄苗的莖粗特征參數(shù)；
[0071]S4、參照步驟2和3，繼續(xù)穴盤輸送，依次獲取第3，4，…，12行穴盤苗的葉上部特征參數(shù)和第4，5，…，11行穴盤苗的莖粗特征參數(shù)；
[0072]S4、繼續(xù)穴盤輸送，當(dāng)穴盤130向前進(jìn)給一行后停止輸送，此時第12行穴盤苗從擋苗板230中釋放，保持直立狀態(tài)；
[0073]啟動相機220，采集水平投影下番茄苗的彩色圖像，并應(yīng)用圖像處理方法獲取第12行番茄苗的葉上部特征參數(shù)；
[0074]S5、返回步驟1，進(jìn)行下一盤穴盤苗的圖像采集工作。
[0075]所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種穴盤苗圖像采集裝置，其特征在于，包括穴盤輸送系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)和控制單元(240)； 所述穴盤輸送系統(tǒng)包括輸送臺架(100)、傳送帶(110)、傳送帶驅(qū)動裝置(112)和穴盤到位檢測元件(120)； 所述圖像采集系統(tǒng)包括門型機架、帶有圖像采集卡的工控機(210)、相機(220)和莖桿撓彎部件； 所述門型機架包括橫梁(200)，所述橫梁(200)兩端固定連接有橫梁支架(202)，所述橫梁支架(202)分別安裝在所述輸送臺架(100)的兩側(cè)； 所述相機(220)安裝在所述橫梁(200)上，且所述相機(220)的攝像頭正對于所述傳送帶(110)； 所述莖桿撓彎部件包括擋苗板(230)，所述擋苗板(230)安裝在所述橫梁支架(202)上，且位于所述相機(220)攝像頭的下方； 所述傳送帶驅(qū)動裝置(112)安裝在所述輸送臺架(100)上，通過鏈傳動或帶傳動驅(qū)動所述傳送帶(110)向前運動；所述穴盤到位檢測元件(120)安裝在所述輸送臺架(100)上，且位于所述相機(220)攝像頭的下方； 所述控制單元(240)分別與所述的工控機(210)、傳送帶驅(qū)動裝置(112)和穴盤到位檢測元件(120)相連，所述工控機(210)與所述相機(220)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的穴盤苗圖像采集裝置，其特征在于，所述擋苗板(230)與所述橫梁支架(202)之間安裝有滑塊(232)，所述橫梁支架(202)上設(shè)有滑槽(204)，所述滑塊(232)通過第一定位螺釘(234)固定在所述滑槽(204)內(nèi)；松開所述第一定位螺釘(234)，所述擋苗板(230)通過所述滑塊(232)在所述橫梁支架(202)的滑槽(204)內(nèi)滑動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的穴盤苗圖像采集裝置，其特征在于，所述擋苗板(230)距離所述傳送帶(I1)表面的高度hi與穴盤(130)高度h2、穴盤苗(140)的莖桿(144)高度h3 間的關(guān)系式為:h2+2/3 h3 ^ hi ^ h2+h3。
4.如權(quán)利要求1-3所述的穴盤苗圖像采集裝置，其特征在于，所述擋苗板(230)兩端設(shè)有轉(zhuǎn)軸(236)，所述滑塊(232)上設(shè)有安裝孔(233)，所述轉(zhuǎn)軸(236)通過第二定位螺釘(238)固定在所述安裝孔(233)內(nèi)；松開所述第二定位螺釘(238)，所述擋苗板(230)通過所述轉(zhuǎn)軸(236)在所述安裝孔(233)內(nèi)轉(zhuǎn)動。
5.如權(quán)利要求4所述的穴盤苗圖像采集裝置，其特征在于，所述擋苗板(230)與穴盤進(jìn)給方向(150)所成角度α為110°?130°。
6.如權(quán)利要求1-5所述的穴盤苗圖像采集裝置，其特征在于，所述穴盤到位檢測元件(120)為光電傳感器或接近開關(guān)中的一種。
7.一種穴盤苗圖像采集方法，其特征在于包括以下步驟: S1、將η行穴盤(130)放置在傳送帶(110)上，啟動穴盤輸送系統(tǒng)，穴盤(130)在傳送帶(110)的帶動下向前輸送； 當(dāng)穴盤(130)中第I行穴盤苗輸送到圖像采集工作位置時，停止穴盤輸送，擋苗板(230)將第I行穴盤苗的植株向后撓彎,露出莖桿(144)； 啟動圖像處理系統(tǒng)，相機(220)采集水平投影下穴盤苗(140)的彩色圖像并傳遞信息至工控機(210)，再應(yīng)用圖像處理方法獲取第I行穴盤苗的莖粗特征參數(shù)； 52、繼續(xù)穴盤輸送，當(dāng)穴盤(130)中第2行穴盤苗輸送到圖像采集工作位置時，停止穴盤輸送，擋苗板(230)將第2行穴盤苗的植株向后撓彎，露出莖桿(144);第I行穴盤苗從擋苗板(230)中釋放，保持直立狀態(tài)； 相機(220)采集水平投影下穴盤苗(140)的彩色圖像并傳遞信息至工控機(210)，再應(yīng)用圖像處理方法獲取第I行穴盤苗的葉上部特征參數(shù)和第2行穴盤苗的莖粗特征參數(shù)； 53、重復(fù)操作步驟2，依次獲取第m(m= 2,3,…，n_l)行穴盤苗的葉上部特征參數(shù)和第m+1行穴盤苗的莖粗特征參數(shù)； 54、繼續(xù)穴盤輸送，當(dāng)穴盤(130)向前進(jìn)給一行后停止輸送，第12行穴盤苗從擋苗板(230)中釋放，保持直立狀態(tài)； 相機(220)采集水平投影下穴盤苗(140)的彩色圖像并傳遞信息至工控機(210)，再應(yīng)用圖像處理方法獲取第η行穴盤苗的葉上部特征參數(shù)； 55、返回步驟I。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的穴盤苗圖像采集方法，其特征在于，所述的圖像采集工作位置為相機(220)攝像頭的正下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的穴盤苗圖像采集方法，其特征在于，所述的圖像采集工作位置通過穴盤到位檢測元件(120)檢測獲得。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9所述的穴盤苗圖像采集方法，其特征在于，所述穴盤苗的葉上部特征參數(shù)包括顏色、葉面積和葉邊周長特征參數(shù)。
【文檔編號】H04N5/232GK104322187SQ201410570739
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】胡建平, 侯碩, 嚴(yán)宵月 申請人:江蘇大學(xué)