[發明專利]基于圖像實現高精度的玉米果穗考種方法和裝置

有效

• 申請號: 201210572990.7
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103039154A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 郭新宇;王傳宇;肖伯祥;吳升;杜建軍
• 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精度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，但是并沒有在考種精度、準確性方面得到提高。

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提高考種精度。

（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精度的玉米果穗考種方法，所述考種方法包括：

S1：獲取以所述玉米果穗的穗軸為中心軸的周視圖，應用圖像處理算法對所述周視圖進行圖像處理，得到所述玉米果穗的形態指標、穗粒行數和行粒數，根據所述穗粒行數和所述行粒數計算出穗粒的總粒數；

S2：將所述玉米果穗脫粒，得到穗軸和穗粒；

S3：稱出所述穗粒的總重量或稱出所述穗軸的重量，再根據所述玉米果穗的重量和所述穗軸的重量計算出所述穗粒的總重量；

S4：根據所述穗粒的總重量和所述穗粒的總粒數計算出平均粒重及百粒重；

在步驟S2之前還包括：

S0：稱出所述玉米果穗的重量。

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

箱體、相機、光源、稱重裝置、步進電機，所述相機、所述光源、所述稱重裝置和所述步進電機位于所述箱體內部；

其中所述光源為所述相機拍照提供光，所述相機用于獲取以所述玉米果穗的穗軸為中心軸的周視圖；

所述稱重裝置用于稱量所述玉米果穗的重量、脫粒后的穗軸或穗粒的重量；

所述步進電機為所述玉米果穗轉動提供動力；

所述考種裝置還包括電源，所述電源為所述步進電機轉動提供動力。

優選地，所述相機和所述玉米果穗的安放方法具體包括：

將所述玉米果穗和相機同時直立或水平相對放置，所述穗軸固定，所述相機以所述玉米果穗為圓心旋轉一周；

或將所述玉米果穗和相機同時直立或水平相對放置，所述相機固定，所述玉米果穗以所述穗軸為中心旋轉一周。

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

箱體、N個相機、光源和稱重裝置，所述N個相機、所述光源和所述稱重裝置位于所述箱體內部，其中N為大于等于4的正整數；

其中所述光源為所述相機拍照提供光；

所述N個相機直立放置，圍繞直立的玉米果穗一周，且所述相機與相鄰相機相對于位于中心的玉米果穗分布的夾角均為360/N度；

或所述N個相機水平放置，圍繞水平的玉米果穗一周，且所述相機與相鄰相機相對位于中心的玉米果穗分布的夾角均為360/N度；

所述稱重裝置用于稱量所述玉米果穗的重量、脫離后的穗軸的重量。

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

箱體、相機、光源和稱重-轉動裝置，所述相機、所述光源和所述稱重-轉動裝置位于所述箱體內部；

其中所述光源為所述相機拍照提供光；

所述稱重-轉動裝置用于稱量所述玉米果穗的重量、脫粒后的穗軸或穗粒的重量，還用于為所述玉米果穗的旋轉提供動力。