[發明專利]基于熒光成像的田間水稻霉病自動化檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 201710382321.6
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107290309A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 岑海燕;徐海霞;翁海勇;何勇;萬亮;孫大偉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于熒光成像的田間水稻霉病自動化檢測裝置，其特征在于，包括：

檢測平臺，底部安裝有行走機構，所述行走機構受控于控制模塊；

定位模塊，安裝在平臺上，實時獲取檢測裝置的位置信息并發送給控制模塊；

熒光成像模塊，安裝在平臺上，采集田間水稻的熒光圖像并發送給數據處理模塊；

數據處理模塊，提取所述熒光圖像的特征參數，判斷田間水稻的健康狀況；

控制模塊，根據預設的檢測參數和采用間隔，控制熒光成像模塊的采樣；同時接收定位模塊獲取的位置信息并進行分析，結合預設的行走路徑生成行走指令，并將行走指令發送給所述行走機構。

2.根據權利要求1所述的基于熒光成像的田間水稻霉病自動化檢測裝置，其特征在于，所述的定位模塊包括組合定位系統。

3.根據權利要求2所述的基于熒光成像的田間水稻霉病自動化檢測裝置，其特征在于，所述的組合定位系統包括：

GPS定位系統，獲取自動化檢測裝置的絕對位置坐標、航向角度和行駛速度；

機器視覺定位系統，采集自動化檢測裝置前方的圖像信息并進行處理，獲取自動化檢測裝置的圖像坐標信息。

4.根據權利要求1所述的基于熒光成像的田間水稻霉病自動化檢測裝置，其特征在于，所述的熒光成像模塊包括：

激發光源，激發待測的田間水稻發出熒光，

熒光成像儀，用于采集田間水稻的熒光圖像并發送給數據處理模塊。

5.根據權利要求4所述的基于熒光成像的田間水稻霉病自動化檢測裝置，其特征在于，所述的激發光源包括按回字型等間距排列的發光藍色二極管陣列。

6.一種基于熒光成像的田間水稻霉病自動化檢測方法，其特征在于，包括：

(1)將田間按列種植的水稻作為待測對象，對熒光成像模塊的工作距離、檢測參數以及圖像采集時間間隔進行設置；

(2)行走機構受控于控制模塊，根據預設的行走路徑自動導航行走；

(3)在行走過程中，熒光成像模塊采集待測水稻的熒光圖像并發送給數據處理模塊；

(4)數據處理模塊提取所述熒光圖像的特征參數，判斷待測水稻的健康狀況。

7.根據權利要求6所述的基于熒光成像的田間水稻霉病自動化檢測方法，其特征在于，步驟(2)的自動導航包括：

(i)機器視覺定位系統獲取檢測裝置前方路徑的圖像，通過圖像處理技術提取導航線特征點在圖像坐標中的位置；同時，GPS定位系統實時獲取檢測裝置的絕對位置坐標、航向角度和行駛速度；

(ii)對機器視覺定位系統獲取的導航線特征點的位置信息和GPS定位系統獲取的檢測裝置的位置信息進行坐標轉換和濾波處理，得到最終的導航線特征點和檢測裝置的坐標信息，根據預設的行走路徑進行導航。

8.根據權利要求7所述的基于熒光成像的田間水稻霉病自動化檢測方法，其特征在于，步驟(i)中，機器視覺定位系統獲取檢測裝置前方路徑的圖像，通過圖像處理技術提取導航線特征點在圖像坐標中的位置，包括：

(i-1)對檢測裝置前方的路徑圖像信息進行采集；

(i-2)對所采集路徑圖像進行灰度線性變換，以增強水稻和田地的對比度；

(i-3)以水稻作為待提取的感興趣區域，采用固定閾值法對轉換后得到的灰度圖像進行分割；

(i-4)對分割后的圖像采用形態學開運算和閉運算去除噪點；

(i-5)利用Hough變換算法對除噪后的圖像中的水稻行進行直線擬合得到導航線，將導航線中點作為代表路徑信息的導航線特征點。

9.根據權利要求7所述的基于熒光成像的田間水稻霉病自動化檢測方法，其特征在于，步驟(ii)中，所述的濾波處理采用全局多速率擴展卡爾曼濾波算法。

10.根據權利要求6所述的基于熒光成像的田間水稻霉病自動化檢測方法，其特征在于，步驟(4)中，所述的特征參數為各個熒光圖像的平均灰度值和紋理特征，所述紋理特征包括標準偏差、平滑度、三階矩、一致性和熵。