[發明專利]一種大規模水耕蔬菜長勢檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201811533216.9
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109470179B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 許賢澤;彭若桐;劉盼盼
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01B11/28
• 分類號: G01B11/28;A01G31/00;G01J3/46
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本發明涉及一種大規模水耕蔬菜長勢檢測系統及方法。該系統主要由圖像采集模塊、光照度采集模塊、圖像傳輸模塊、控制軟件和計算機等部件組成，并采用了機器視覺測量技術、多特征檢測和數據融合等技術對蔬菜長勢進行大規模的準確檢測，檢測結果數據豐富，能夠量化、存儲及建庫管理。該系統大大減小了傳統機器檢測技術多蔬菜的傷害，減小了人員工作量和人力成本，最大程度上避免了人的主管因素對最終結果的影響，與此同時提升了檢測精度，擴大了檢測的覆蓋范圍。該系統裝配方便，調試簡單，占地面積小，自動化程度高，布線量少，特別適合在室內進行大規模商業化無土栽培的廠家裝備使用。

技術領域

本發明涉及一種蔬菜長勢的檢測系統，尤其涉及一種基于機器視覺測量技術的針對無土栽培蔬菜的自動檢測系統。

背景技術

水耕是一種新型的蔬菜種植技術，其占地面積小，不受環境的影響，能全年全季節種植蔬菜，且其單位面積產量大，因此，近年來，無土栽培技術受到了廣泛的重視及應用。

傳統的蔬菜長勢檢測主要依賴種植人員的經驗，無法保證每批次蔬菜的質量的統一，造成了蔬菜質量的參差不齊。為了解決此問題，有人采用光譜法，通過采集部分蔬菜的葉面，通過光譜儀的檢測，判斷植株的生長狀況，但此種方法不僅需要破壞蔬菜的表面結構而且費時費力，無法做到實時測量，與此同時，有人采用面陣CCD，通過測量蔬菜的高度判斷蔬菜的長勢情況，此種方法可以實時測量，但由于同一種植架生長的植株仍然存在長勢不均衡的問題，因此此種方法只能粗略估計蔬菜的整體長勢情況，無法實現對單株蔬菜的長勢檢測。

機器視覺測量技術是一種全新的非接觸式測量技術，其采用機器替代人眼進行測量和判斷，性能穩定，自動化程度高，能夠實現對蔬菜長勢進行快速，準確，實時，高效的測量，節省人力資源成本，最終實現自動采摘。

目前，采用機器視覺檢測技術只能實現對單株蔬菜的檢測，尚無法進行大規模的蔬菜長勢實時檢測。

發明內容

本發明旨在利用新興的機器視覺測量技術解決大規模水耕蔬菜長勢的精確檢測問題，為相關行業提供簡單、可靠的檢測工具及檢測方案。

本發明的具體技術方案如下：

一種大規模水耕蔬菜長勢檢測系統，其特征是：包括

圖像采集模塊；由LED照明模塊、高像素工業用數字相機、專用鏡頭和支架組成；用于在種植架的正上方采集蔬菜的圖像，通過安裝在支架上的位于種植架正上方的數字相機對蔬菜進行攝像，通過無線傳輸的方式將圖像傳輸到電腦端

光照度采集模塊；由光照度計和USB數據線組成，通過光照度計時刻感知外界的光照度變化，并通過USB線連接到電腦，能夠保證數字相機能在相同的光照度下對圖像進行采集；

圖像傳輸模塊；由無線信號發射器和無線路由器組成；用于將數字相機采集到的圖像通過無線傳輸的方式傳遞到電腦端；

顯示分析系統：顯示實時圖像和光照強度，接收、存儲、處理采集到的照片，無線傳輸方式能夠保證每個相機采集到的圖像均能實時顯示到計算機屏幕上；通過機器視覺測量技術對采集到的圖片進行分類計算，最后由電腦將計算機結果整合到一起，并將檢測的各個量值和判斷結果通過顯示器反饋給操作員。

在上述的一種大規模水耕蔬菜長勢檢測系統，圖像采集模塊中，支架為全鋁合金結構，質量輕，剛度大，高度為1.4米，裝配方便，不影響蔬菜的生長。

在上述的一種大規模水耕蔬菜長勢檢測系統，圖像傳輸模塊中，每個數字相機均通過無線通信的方式與無線路由器進行聯接，無線路由器再與無線信號發射器通過無線聯接，最后通過無線信號發射器將圖像發送到與電腦端相連接的無線路由器，再由此無線路由器傳輸到電腦端進行處理；無線傳輸的方式可以相比于有線傳輸，連接方便，不需要進行大量的布線工作且能穩定的傳輸信號。

一種大規模水耕蔬菜長勢檢測方法，其特征是：包括