[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

技術領域

本發明涉及一種農業技術領域，具體是一種利用計算機視覺技術判斷甘蔗切割裝置切割甘蔗部位的精密防傷芽系統。

背景技術

我國是世界甘蔗生產大國，同時作為世界第三大產糖大國，甘蔗種植業的發展直接影響到我國數千萬蔗農的生計和制糖業的發展。世界各甘蔗產地大都在一定程度上實現了甘蔗種植的機械化，但都存在著不足。國外的種植機雖然具備了良好性能、功能趨于完善，但尚未配備專業的防傷芽切斷裝置，且機構過于復雜，價格過于昂貴，故在國內的甘蔗產區是很難推廣的。而國內的種植機則更難實現在蔗種切斷過程中自動防傷芽的目的。目前國內外在此領域的研究都還處于起步摸索階段。相近研究有陸尚平等基于機器視覺的甘蔗莖節特征提取與識別，國外，伊朗Moshashai?K利用灰度圖像閥值分割的方法對甘蔗莖節識別做了初步研究。如出現甘蔗芽損傷，進而影響作物產量，因此對對甘蔗切割裝置安裝防傷芽系統具有非常重要的意義。但至今為止，尚未見有對甘蔗切割裝置配備專業的防傷芽切斷裝置或方法的相關報導。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種甘蔗切割防傷芽系統，它通過運用計算機圖像處理技術對蔗種圖像進行有效處理和特征參數提取的分析，預判斷出切割位置并在甘蔗芽將要破壞之前對輸送裝置進行調整，從而避免芽損傷。

本發明以如下技術方案解決上述技術問題：

本發明甘蔗切割防傷芽系統，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。

本發明甘蔗切割防傷芽系統，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：

g(x,y)=1MΣ(m,n)∈Sf(x-m,y-n)]]>

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：