[實用新型]甘蔗切割防傷芽裝置

有效

• 申請號: 201220178848.X
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN202635039U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 黃亦其;喬曦;唐書喜;楊望;羅昭宇;蔣瑜
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: A01C1/00
• 分類號: A01C1/00
• 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

本實用新型涉及一種農業用具，具體是一種甘蔗切割防傷芽裝置。

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。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種甘蔗切割防傷芽裝置，使預判斷出的切割位置準確，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。

本實用新型以如下技術方案解決上述技術問題：

本實用新型甘蔗切割防傷芽裝置，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。

本實用新型采用的切割器的切割速度、攝像頭的快門時間間隔與夾持輸送機構的輸送速度相互匹配，使采集圖像的部位與實際切割部位一致。

本實用新型利用機器視覺來跟蹤切割器切割甘蔗的部位，初步搭建了基于計算機視覺的甘蔗種莖切割試驗臺。對該防傷芽裝置進行了試驗，100％的識別準確率，單幅圖像的算法執行時間為0.634s。為國內外尚未配備防傷芽切斷裝置的甘蔗種植機械提供參考，填補了國內外圖像處理技術在甘蔗種莖切割中應用的空白。運用計算機圖像處理技術來實現切割器切割甘蔗部位的快速、準確判斷。降低了蔗種莖節的傷芽率、甘蔗生產成本，節約蔗種，提高勞動生產力。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

本實用新型甘蔗切割防傷芽裝置包括裝有MATLAB軟件的電腦4、攝像頭2、切割器1、夾持輸送機構3，攝像頭2安裝在夾持輸送機構3的上方并與電腦4連接，且其與甘蔗5的距離始終保持不變，使拍攝到的圖片清晰即可。夾持輸送機構3與切割器1距離一定，使攝像頭的中心位置到甘蔗5的切割位置剛好是甘蔗切斷后的長度，以保證預判斷甘蔗切割部位的準確。夾持輸送機構3的輸送口正對切割器1的物料入口。電腦4的輸出端與夾持輸送機構3的電機控制器6連接。

使用本實用新型裝置的操作步驟如下：

1)啟動夾持輸送機構3與切割器1，夾持輸送機構3的速度與切割器的滾刀轉速同步。切割器體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。取甘蔗種莖段為150mm符合農藝要求。為了使采集到的甘蔗圖像與甘蔗切割的部位相同，對于不同速度下的圖像采集，需要設置不同的采集時間間隔，即幀間隔，這樣就實現了切割部位的正確定位，并能避免冗余圖像信息。

本裝置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的采集圖像速度，然后啟動攝像頭開始采集圖像。采集到的目標圖像通過數據線傳送至計算機。

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3移動的電機控制器6執行。若切到節，則觸發電機控制器6拖動甘蔗向后位移30mm。若切不到節，則不觸發電機控制器6，從而避免了切割器切割到甘蔗節，以降低傷芽率。