[發(fā)明專利]一種玉米種子特征區(qū)切割定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810246971.2
• 申請(qǐng)日: 2018-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN108596939B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏英姿;谷侃鋒;譚龍?zhí)?/a>;秦麗娟;趙明揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/194
• 分類號(hào): G06T7/194;G06T7/62;G06T7/73;G06K9/62
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標(biāo)代理有限公司 21209
• 代理人: 吳維敬

1.一種玉米種子特征區(qū)切割定位方法，選用切片設(shè)備為玉米種子激光切片機(jī)，玉米種子激光切片機(jī)包括震動(dòng)給料器、高度限制裝置、待切割料臺(tái)、振動(dòng)給料器，其特征在于，包括以下步驟：

1)利用震動(dòng)給料器將玉米粒單粒分開，利用高度限制裝置，將玉米粒撥成平放姿態(tài)，傳送至待切割料臺(tái)上，采集單粒玉米種子正上方向圖像，進(jìn)行預(yù)處理，將RGB圖像變換為二值圖像，分割為目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域；

2)計(jì)算正上方向圖像目標(biāo)區(qū)域面積，其中，f(x,y)為像素灰度值，(x,y)為圖像像素坐標(biāo)，s為目標(biāo)區(qū)域像素集合；計(jì)算目標(biāo)區(qū)域面積內(nèi)的形心位置C坐標(biāo)(x_c,y_c)，設(shè)定圓形掩模尺寸為n，其中其取值為自然數(shù)，d為調(diào)整系數(shù)且d∈(0,0.5)，int()是取整函數(shù)；

3)使掩模中心與待檢測(cè)目標(biāo)像素點(diǎn)重合，用掩模覆蓋圖像目標(biāo)區(qū)域內(nèi)像素，計(jì)算掩模內(nèi)覆蓋目標(biāo)區(qū)域面積大小；

4)利用掩模模板遍歷玉米正上方向圖像目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的所有像素，重復(fù)步驟3；

5)在正上方向圖像目標(biāo)區(qū)域中，選擇不超過圓模板面積β倍的較小面積所對(duì)應(yīng)的像素作為目標(biāo)，其中β∈(0.35,0.5)，構(gòu)成待操作像素的數(shù)據(jù)區(qū)域Ω；計(jì)算掩模覆蓋面積最小的所對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)位置，即為玉米粒的尖端頂點(diǎn)的參考位置，記為O；

6)連接O點(diǎn)與形心C的直線OC，記為玉米的參考主軸初始位置；

7)數(shù)據(jù)集Ω中的像素點(diǎn)[F₁,F₂,…,F_i,…,F_n]向參考主軸OC直線上投影點(diǎn)分別為[P₁,P₂,…,P_i,…,P_n]，記為集合Ψ，其中，n為集合的像素個(gè)數(shù)，i為像素點(diǎn)的標(biāo)號(hào)；

8)采用K近鄰聚類方法(其中K＝3)，將投影數(shù)據(jù)集合Ψ劃分為多個(gè)聚類，根據(jù)數(shù)據(jù)集Ψ的分類結(jié)果，計(jì)算對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)集Ω像素點(diǎn)[F₁,F₂,…,F_i,…,F_n]的聚類中心，與O點(diǎn)距離OP_i的最近聚類點(diǎn)的中心，記為O₁，與O點(diǎn)距離最遠(yuǎn)聚類點(diǎn)的中心O_inew，記為大端類聚類中心，計(jì)算δ＝|O-O₁|+|O_iold-O_inew|，其中O_iold為上一次迭代計(jì)算的距離O點(diǎn)最遠(yuǎn)的聚類中心點(diǎn)，更新聚類中心坐標(biāo)，令O＝O₁，O_iold＝O_inew；

9)重復(fù)步驟6)至步驟8)，直至O₁和O_inew變化范圍都很小,即，δε，其中ε是容許誤差，取為0.02；

10)連接尖端精定位標(biāo)記O₁與形心C(x_c,y_c)位置的連線，即為玉米粒的長軸方向O₁C，從聚類中心點(diǎn)O_inew向長軸O₁C做垂線，即為玉米粒的切割線。