[發(fā)明專利]基于核磁共振機(jī)器人的油菜干旱診斷方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710009191.1
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106770417B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岑海燕;徐海霞;何勇;劉飛
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08;G01N21/84;G06K9/44;G06K9/46
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于核磁共振機(jī)器人的油菜干旱診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對雙目立體視覺攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定、校正和匹配后，利用雙目立體視覺攝像機(jī)采集均勻光照環(huán)境下油菜樣本的圖像信息，對所述的圖像信息進(jìn)行預(yù)處理；

(2)對預(yù)處理后的圖像信息進(jìn)行圖像分割，選出目標(biāo)葉片，將所述的目標(biāo)葉片的形心坐標(biāo)作為視覺定位的特征點，包括：

(2-1)采用大津閾值法對預(yù)處理后的圖像信息進(jìn)行分割，對分割所得的二值圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)開運算以去除分割后圖像中存在的噪聲點；

(2-2)對二值圖像中油菜葉片所在的白色連通區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，記錄各個白色連通區(qū)域的位置；對各個白色連通區(qū)域的面積大小進(jìn)行比較，篩選出面積相近的白色連通區(qū)域；

(2-3)從面積相近的白色連通區(qū)域中隨機(jī)選擇一個，將被選擇的白色連通區(qū)域的形心坐標(biāo)作為視覺定位的特征點；

(3)將所述的特征點的圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為空間三維坐標(biāo)，根據(jù)所述的空間三維坐標(biāo)移動核磁共振傳感器，使特征點處的目標(biāo)葉片處于核磁共振傳感器的檢測范圍內(nèi)；

(4)通過核磁共振傳感器對目標(biāo)葉片進(jìn)行CPMG脈沖序列測試，采集核磁共振CPMG序列回波峰點值，將單個油菜樣本的核磁共振CPMG序列回波峰點值作為特征變量排列成行，所有油菜樣本數(shù)據(jù)形成一個m×n維數(shù)據(jù)矩陣，m為樣本數(shù)量，n則為核磁共振CPMG序列回波峰點值數(shù)；

對該數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行主成分分析得到主成分得分圖，根據(jù)主成分得分圖上各個油菜樣本點的間隔距離將處于同一區(qū)域范圍內(nèi)的油菜樣本劃分為同一類別，對油菜樣本的干旱梯度進(jìn)行分類判別；

所述的基于核磁共振機(jī)器人包括視覺定位系統(tǒng)和核磁共振檢測系統(tǒng)；

所述的視覺定位系統(tǒng)包括：

移動底盤，設(shè)有電機(jī)驅(qū)動模塊和移動模塊，所述的電機(jī)驅(qū)動模塊根據(jù)電機(jī)控制指令驅(qū)動移動模塊進(jìn)行運動，并將移動底盤的當(dāng)前位置信息上傳至工控機(jī)；

機(jī)械臂，安裝在移動底盤上；

攝像機(jī)，安裝在所述的機(jī)械臂上，用于采集檢測對象的圖像信息并傳送至工控機(jī)；

工控機(jī)，對所述的圖像信息進(jìn)行處理得到目標(biāo)葉片的位置信息，根據(jù)所述的位置信息生成電機(jī)控制指令和機(jī)械臂控制指令，并分別發(fā)送至所述的移動底盤和機(jī)械臂；

所述的核磁共振檢測系統(tǒng)包括核磁共振傳感器，所述的核磁共振傳感器安裝于所述的機(jī)械臂上，機(jī)械臂通過接收機(jī)械臂控制指令將所述的核磁共振傳感器移動至目標(biāo)葉片的有效檢測區(qū)域；

所述的核磁共振傳感器包括檢測平臺、主磁體以及夾在檢測平臺和主磁體之間的射頻線圈。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于核磁共振機(jī)器人的油菜干旱診斷方法，其特征在于，所述的機(jī)械臂包括多個數(shù)字舵機(jī)，具有三個自由度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于核磁共振機(jī)器人的油菜干旱診斷方法，其特征在于，所述的攝像機(jī)為雙目立體視覺攝像機(jī)，左右對稱地安裝于所述的機(jī)械臂上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于核磁共振機(jī)器人的油菜干旱診斷方法，其特征在于，步驟(1)中，采用張正友標(biāo)定法對雙目立體視覺攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，采用Bouguet算法進(jìn)行極線校正，采用Boyer-Moore算法對雙目立體視覺攝像機(jī)進(jìn)行匹配。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于核磁共振機(jī)器人的油菜干旱診斷方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的預(yù)處理包括圖像灰度化以及圖像濾波處理，所述的圖像灰度化采用加權(quán)平均法，所述的圖像濾波處理采用高斯濾波處理，高斯核的大小為5×5。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于核磁共振機(jī)器人的油菜干旱診斷方法，其特征在于，步驟(4)中，對每個油菜樣本的目標(biāo)葉片進(jìn)行3次重復(fù)試驗，將3次重復(fù)試驗的核磁共振CPMG序列回波峰點值求平均值，將該平均值作為該油菜樣本的變量。