[發明專利]掉落式玉米果穗穗部全息性狀快速測量系統及方法

有效

• 申請號: 201510229679.6
• 申請日: 2015-05-07
• 公開（公告）號: CN104865259B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 馬欽;王越;周金輝;朱德海;張曉東;郭浩;李紹明;劉哲;張帆
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及計算機視覺技術領域，尤其涉及一種掉落式玉米果穗穗部全息性狀快速測量系統及方法。

背景技術

玉米果穗考種是玉米作物遺傳育種過程中一個重要的環節，對于玉米生產、科研中有著重要的意義。目前，國內玉米穗部考種大多采用目測尺量等傳統手段，而每批需要考種的玉米數量都非常大，傳統的考種過程往往需要持續一個月以上，存在著人力成本消耗過大且浪費嚴重，工作效率低且精度不高等諸多弊端。

現有技術公開了一種基于計算機視覺技術的玉米果穗考種方法、系統和裝置，可以測量玉米果穗的穗長、穗行數、行粒數、禿尖長度等多個外觀參數，然而，其設計的裝置無法采集到果穗的全角度信息；現有技術還公開了一種玉米果穗性狀檢測裝置，利用輥筒獲取果穗的全角度信息，然后其設計采集全角度信息所耗時間較長；另外，現有技術還公開了一種全自動玉米單果穗考種裝置及方法，這種裝置設計機械程度復雜，實現難度較大。

鑒于此，如何高效、快速、高精確且低成本的測量玉米果穗的穗部全息考種性狀和穗選性狀的參數(包括穗行數、行粒數、穗粒數、病害籽粒、機械損傷籽粒等常見穗部性狀參數)成為當前需要解決的技術問題。

發明內容

本發明提供一種掉落式玉米果穗穗部全息性狀快速測量系統及方法，能夠實現無損測量玉米果穗的穗部考種性狀和穗選性狀的參數(包括穗行數、行粒數、穗粒數、病害籽粒、機械損傷籽粒等常見穗部性狀參數)，在果穗掉落瞬間完成，測量速度快，測量結果更加精確，成本更低，效率更高。

第一方面，本發明提供一種掉落式玉米果穗穗部全息性狀快速測量系統，包括：

傳送裝置，用于使單穗玉米果穗呈豎直狀態依次掉落；

與所述傳送裝置連接的圖像采集裝置，用于采集掉落的單穗玉米果穗全方位圖像；

與所述圖像采集裝置連接的處理裝置，用于控制所述圖像采集裝置采集單穗玉米果穗的圖像，以及獲取所述圖像采集裝置采集的單穗玉米果穗的全方位圖像，將所述全方位圖像進行拼合，根據所述全方位圖像的視差進行三維空間坐標的計算，對所述單穗玉米果穗的空間分布信息進行還原，從而計算得到所述單穗玉米果穗的穗部性狀參數。

可選地，所述系統還包括：

回收裝置，用于接收所述圖像采集裝置采集圖像后的單穗玉米果穗，將掉落的單穗玉米果穗運送至回收玉米果穗的地方。

可選地，所述傳送裝置，包括：第一傳送帶、與所述第一傳送帶末端連接的豎直導管，所述豎直導管低于所述第一傳送帶位置豎直設置；

所述第一傳送帶將單穗玉米果穗平行于傳送方向傳送至所述豎直導管的入口；

所述豎直導管將所述單穗玉米果穗從該豎直導管的出口傳送到圖像采集裝置中。

可選地，所述豎直導管為豎直圓柱型導管；

和/或，所述豎直導管的入口為彎曲型的直接接收所述第一傳送帶上的單穗玉米果穗的入口；

和/或，

所述第一傳送帶為單軌傳送帶。

可選地，所述圖像采集裝置，包括：圖像采集箱體、設置在所述圖像采集箱體內的用于采集所述單穗玉米果穗的全方位圖像的圖像傳感器、設置在所述圖像采集箱體內的提供光源的光源裝置、設置在所述圖像采集箱體內的紅外觸發器；

所述圖像采集箱體上設置有連通所述豎直導管的出口的第一孔，且所述圖像采集箱體位于所述豎直導管的下方，所述圖像采集箱體的遠離所述豎直導管的底面設置有使所述單穗玉米果穗穿出的第二孔；

所述第一孔和第二孔相對設置，且第一孔和第二孔的間距大于所述單穗玉米果穗的長度；

所述圖像傳感器與所述處理裝置連接；

所述紅外觸發器與所述處理裝置連接，用于檢測所述單穗玉米果穗是否到達所述圖像采集箱體的內部，在到達時向所述處理裝置發送拍攝信號，以使所述處理裝置在接收到拍攝信號時控制所述圖像傳感器采集所述單穗玉米果穗的全方位圖像。

可選地，所述圖像傳感器的數量為三個，且所述圖像傳感器安裝在所述圖像采集箱體內部的側壁上，位于同一個水平面，相鄰圖像傳感器照射所述單穗玉米果穗時的夾角為120度；

所述光源裝置為兩個環形光源裝置，第一個光源裝置環繞所述第一孔固定在所述圖像采集箱體內部設置有所述第一孔的內壁上，所述第二個光源裝置環繞所述第二孔固定在所述圖像采集箱體內部的底面上；

所述紅外觸發器位于所述圖像采集箱體內部的側壁上，且位于一個圖像傳感器的上方，所述紅外觸發器與所述圖像采集箱體的底面的距離大于所述單穗玉米果穗的長度。

可選地，所述圖像采集箱體是圓柱形的箱體；

和/或，