[發明專利]甘蔗切割防傷芽系統

無效

• 申請號: 201210123151.7
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102630429A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 黃亦其;喬曦;蔡敢為;楊堅;蔣瑜;羅昭宇
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: A01D45/10
• 分類號: A01D45/10;G06K9/60
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 劉小萍

1.甘蔗切割防傷芽系統，其特征在于，包括切割器及由電機控制器驅動的夾持輸送機構，夾持輸送機構與切割器之間的距離固定，在夾持輸送機構的上方安裝有攝像頭，攝像頭的中心位置到甘蔗的切割位置剛好是甘蔗切斷后的長度；攝像頭的輸出端與裝有MATLAB軟件的電腦連接，電腦的輸出端與夾持輸送機構的電機控制器連接；

所述甘蔗切割防傷芽系統的操作步驟如下：

(1)啟動切割器和夾持輸送機構，夾持輸送機構的速度與切割器滾刀的轉速同步；切割器內一對滾刀每轉一圈切割兩次，根據滾刀的轉速，確定攝像機快門觸發時間，使采集到的目標圖像剛好是下一次的切割部位；本系統的幀間隔計算公式如下：L＝(150-1000Vt)/1000Vt

其中：L-幀間隔；

V-甘蔗輸送速度(m/s)；

t＝0.009s為采集單幀圖像所需時間；

(2)根據上述計算得出的幀間隔來選定攝像頭采集圖像的速度，然后啟動攝像頭開始采集圖像；

(3)然后對采集到的圖像運用MATLAB軟件的工具箱進行判斷、處理識別，判斷是否是甘蔗節；

(4)判斷結果反饋到控制夾持輸送機構移動的電機控制器6執行，若切到節，則觸發電機控制器拖動甘蔗向后位移，若切不到節，則不觸發電機控制器，從而避免了切割器切割到甘蔗節，以降低傷芽率。

2.根據權利要求1所述甘蔗切割防傷芽系統，其特征在于，所述操作步驟(3)的具體操作如下：

1)采用常用的灰度調整、濾波降噪、形態學處理方法對原始圖像進行處理，表達式為：

其中：M為鄰域S內所包含的像素點總數；S為事先確定的鄰域；

2)取閾值的鄰域平均，取閾值的鄰域平均法的數學表示：?

T為預先規定的閾值；

3)對圖像的二值化處理，即將256個亮度等級的圖像通過適當的閾值選取而獲得仍然可反映圖像整體和局部特征的二值化圖像，二值圖像的二維矩陣僅由0、1構成，即將二值圖像看成是一個僅包括黑與白的特殊灰度圖像，假設I為原始指紋圖像，大小為M×N，且0≤i(i，j)≤(L-1)，那么取閥值

其中N_k是灰度為K值的像素個數，由此得到二值化圖像，且

4)再選用一種迭代的方法來針對每一張圖片自動選擇合適的閾值；

5)根據預處理的結果，對灰度圖像的矩陣求和再平均得到迭代的初始閾值

K_ij是M×N的圖像在任意像素(i，j)點的灰度值；

假設灰度圖像具有L級灰度值即0～L-1，利用閾值T把圖像分割為R1和R2兩個區域，用下式計算區域R1和R2的灰度均值μ₁和μ₂：

式中n_i是灰度級第i級出現的概率；

計算出μ₁和μ₂后，用下式計算出新的閾值T_i+1：?

把結果帶入循環，直到|T_i+1-T_i|≤0.1時，把T_i+1作為二值化的閾值；

選取迭代結果作為二值化的閾值帶入，得到二值化圖像。

3.根據權利要求1所述甘蔗切割防傷芽系統，其特征在于，所述操作步驟(4)的具體操作如下：

對圖像求反，將二值化圖像的灰度值翻轉，然后對所有像素點所對應的值求和，公式如下：

其中，B[i，j]為該點的標記值；m，n分別為標記點像素i，j的總數；

二值化圖像對應一個數值，通過數值的比較計算機能準確識別甘蔗節與甘蔗莖，以此對電機控制器發出指令。

4.根據權利要求3所述甘蔗切割防傷芽系統，其特征在于，所述操作步驟(4)中采用如下程序計算出每張處理后的二值化圖像所有像素點所對應的灰度值總和：

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