[發明專利]基于圖像實現高效率的玉米果穗考種方法和裝置

有效

• 申請號: 201210572068.8
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103026823A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 趙春江;郭新宇;肖伯祥;王傳宇;吳升
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: A01C1/00
• 分類號: A01C1/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及玉米果穗考種技術領域，尤其涉及基于圖像實現高效率的玉米果穗考種方法和裝置。

背景技術

玉米是我國農業生產中占重要地位的糧食作物，玉米育種在我國種業科研、生產等領域占有重要的地位，玉米種業的核心問題之一是玉米考種，傳統的考種方法大多依賴于手工操作，占用大量人力資源，工作效率低下，成為制約玉米種業發展的技術瓶頸。

玉米考種的主要形態參數指標包括穗粒數、穗粒行數、行粒數、百粒重等，傳統考種方法主要存在以下技術缺陷：

1.人工操作繁瑣，工作量較大。

2.工作效率難以提高，考種流程周期較長。

3.考種過程中人工操作影響考種的準確性。

4.單一工作流程的測量方式難以保證獲得的參數準確性。

隨著現代信息技術的快速發展，特別是現代信息技術在農業領域的深入應用，為傳統農業帶來全新的技術手段和實用工具。由于技術固有的局限性，導致穗粒行數等指標的自動化檢測存在一定的誤差。

申請號為201010226335.7，名稱為“基于機器視覺的玉米考種裝置”中通過采用兩塊反光鏡能夠一次成像玉米果穗的三個側面的圖像，根據采集的圖像來提取玉米果穗的穗長、穗行數、穗粒數、每行粒數等多個外觀參數，改善了人工考種的眾多弊端，但是并沒有在考種效率方面得到提高。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是，針對上述缺陷，在實現現代化操作的考種方式的同時實現多個玉米果穗同時考種，提高玉米考種效率。

（二）技術方案

為解決上述問題，本發明提供了基于圖像實現高效率的玉米果穗考種方法，所述考種方法包括：

S1：獲取N個玉米果穗并列放置圖像，使用圖像處理算法對所述圖像進行處理，計算所述N個玉米果穗的形態指標和平均行粒數，其中N≥2；

S2：將所述N個玉米果穗分別進行脫粒，得到穗軸和穗粒，按所述穗軸和所述穗粒的對應關系分堆順序擺放；

S3：逐一對所述穗軸進行稱重，并分別計算出每個玉米果穗的穗粒重；

S4：從任一堆中取少量穗粒作為樣本，通過圖像處理和稱重計算所述樣本的平均粒重及百粒重；

S5：以所述樣本的平均粒重作為每個玉米果穗的平均粒重，再根據每個玉米果穗的穗粒重量分別計算出每個玉米果穗的總粒數和穗粒行數；

步驟S2之前還包括：

S0：分別稱出每個玉米果穗的重量。

優選地，，所述步驟S4具體包括：

S41：從任一穗粒堆中取出少量穗粒作為樣本，將所述樣本均勻平鋪在穗粒托盤上，稱出所述樣本的重量；

S42：獲取樣本穗粒圖像，使用圖像處理算法對所述樣本穗粒圖像進行圖像處理，得到所述樣本的穗粒個數；

S43：根據步驟S41中樣本的重量和步驟S42中樣本的穗粒個數計算所述樣本的平均粒重及百粒重。

為解決上述問題，本發明還提供了基于圖像實現高效率的玉米果穗考種裝置，所述裝置包括：

箱體、相機、光源、N個果穗稱重托盤、穗粒稱重托盤，其中N≥2，所述相機、所述光源、所述N個果穗稱重托盤和所述穗粒稱重托盤位于所述箱體內部；

所述相機和所述光源位于所述箱體的頂部，朝向所述箱體底部；

所述N個果穗稱重托盤并列安裝于所述箱體的底部；

所述穗粒稱重托盤安裝于所述N個果穗稱重托盤的上一層。

優選地，所述穗粒稱重托盤安裝于所述N個果穗稱重托盤的上一層具體包括：

所述穗粒稱重托盤的一邊緣折疊安裝于所述箱體的內壁，且水平位置高于所述果穗稱重托盤。

（三）有益效果

本發明提出了基于圖像實現高效率的玉米果穗考種方法和裝置，通過獲取N個玉米果穗并列放置圖像，使用圖像處理算法對圖像進行處理，計算N個玉米果穗的形態指標和平均行粒數，其中N≥2；將N個玉米果穗分別進行脫粒，得到穗軸和穗粒，按穗軸和穗粒的對應關系分堆順序擺放；逐一對穗軸進行稱重，并分別計算出每個玉米果穗的穗粒重；從任一堆中取少量穗粒作為樣本，通過圖像處理和稱重計算樣本的平均粒重及百粒重；以樣本的平均粒重作為每個玉米果穗的平均粒重，再根據每個玉米果穗的穗粒重量分別計算出每個玉米果穗的總粒數和穗粒行數；將N個玉米果穗分別進行脫粒之前還包括：分別稱出每個玉米果穗的重量，使用數字圖像處理和傳感器技術，實現同時對多個玉米果穗進行考種作業，大幅提高玉米考種作業的效率。

附圖說明