[發(fā)明專利]一種基于單目相機(jī)的高精度麥穗長度測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910583235.0
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110349200A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉哲;李瑞洋;崔倩
• 申請（專利權(quán)）人: 西京學(xué)院
• 主分類號: G06T7/60
• 分類號: G06T7/60;G06T7/11;G06T7/194;G06T7/66;G06T7/68
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張鵬

本發(fā)明提供一種基于機(jī)器視覺的麥穗長度測量方法，該方法設(shè)計了一個150mm×150mm的載物臺，載物臺的下方安裝了一個白色背光源，載物臺的上方安裝工業(yè)相機(jī)。測量時，打開背光源，將麥穗以任意方向放置在載物臺上，工業(yè)相機(jī)拍攝麥穗圖片，經(jīng)圖像處理計算出麥穗的長度。本發(fā)明無需進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定，麥穗可隨意放置，測量麥穗長度非常方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機(jī)信息處理、模式識別領(lǐng)域，尤其涉及一種利用圖像測 量種子長度的方法。

背景技術(shù)

小麥?zhǔn)俏覈饕募Z食作物，提高小麥產(chǎn)量是小麥育種的重要目標(biāo)。 小麥的麥穗長是影響小麥產(chǎn)量的一種重要因素，在小麥生產(chǎn)中，產(chǎn)量的獲 得是以單株小麥產(chǎn)量的生產(chǎn)能力來實(shí)現(xiàn)的，而單株小麥的生長狀況和產(chǎn)量 信息能夠直接通過其穗部形態(tài)表現(xiàn)出來，而穗長是麥穗形態(tài)中非常重要的 一個參數(shù)，也是小麥育種、考種、測產(chǎn)環(huán)節(jié)中育種專家最為關(guān)心的重要參 數(shù)之一。

目前，測量小麥穗長的主要方法有手工直尺測量和機(jī)器視覺測量。直 尺測量穗長的方法雖然操作方便，但是存在測量效率低、測量精度不高的 缺點(diǎn)，且對于彎曲的麥穗容易產(chǎn)生較大的誤差。現(xiàn)有基于機(jī)器視覺的麥穗 長測量方法在測量時，首先要對機(jī)器視覺系統(tǒng)中的相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，根據(jù)標(biāo) 定的結(jié)果進(jìn)行穗長的測量。

當(dāng)機(jī)器視覺系統(tǒng)發(fā)生移動或相機(jī)與載物臺相對位置發(fā)生輕微變化時， 要重新對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，所以實(shí)際使用起來比較麻煩。另外，現(xiàn)有基于機(jī) 器視覺的穗長測量方法，在測量穗長時要把麥穗放在人工標(biāo)記的固定位置 上，不能隨意放置麥穗，造成測量操作不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于單目 相機(jī)的高精度麥穗長度測量方法，該方法設(shè)計了一個150mm×150mm的載 物臺，載物臺的下方安裝一個白色背光源，載物臺的上方安裝工業(yè)相機(jī)。 測量時，打開背光源，將麥穗以任意方向放置在載物臺上，工業(yè)相機(jī)拍攝 麥穗圖片，經(jīng)圖像處理計算出麥穗的長度。本發(fā)明無需進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定，麥 穗可隨意放置，測量麥穗長度非常方便。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于機(jī)器視覺的麥穗長度測量方法，包括以下步驟：

步驟1.拍照準(zhǔn)備。將麥穗放置在載物臺上，用玻璃蓋蓋住葉子，接通 載物臺下面背光源的電源，整個載物臺玻璃面板呈現(xiàn)出白色高亮背景，麥 穗的圖像邊緣輪廓清晰時止。

步驟2.圖像采集。用工業(yè)相機(jī)正對著載物臺面板，使得相機(jī)視場能夠 覆蓋整個載物臺，調(diào)整好焦距進(jìn)行拍照，圖像要求清晰，不出現(xiàn)抖動模糊。

步驟2.圖像分割和二值化。對步驟1中采集的圖像進(jìn)行分割和二值化 處理，使得背景和麥穗目標(biāo)分離。

步驟3.麥芒去除。對步驟2中二值化后的麥穗圖像進(jìn)行腐蝕運(yùn)算以去 除麥芒，避免麥芒影響穗長的測量效果。

步驟4.麥穗圖像分段求質(zhì)心。根據(jù)小麥的穗上部和穗莖部分的寬度存 在明顯的差異，通過圖像寬度(像素數(shù))的大小可以將穗莖部分濾除，剩 下小麥的穗上部。將穗上部分成8段，提取求質(zhì)心。

步驟5.提取麥穗圖像的中軸線。將8段圖像的質(zhì)心用直線相連，兩頭 延伸至麥穗的頂端和底端，提取出麥穗圖像的中軸線。

步驟6.測量麥穗長度。計算麥穗中軸線的像素數(shù)，計算載物臺邊緣的 像素數(shù)，將兩個像素數(shù)的比值乘以載物臺邊緣的長度，就是麥穗的長度。

本發(fā)明的有益效果：

(1).不需要對工業(yè)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，拍攝距離只要滿足相機(jī)的視場能 夠覆蓋整個載物臺。

(2).麥穗在載物臺上可以任意放置；

(3).一次可以測量多個麥穗長度。