[發(fā)明專利]基于圖像的綠肥等農(nóng)作物種子外形尺寸測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210458473.0
• 申請(qǐng)日: 2022-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114623781A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高學(xué)梅;彭寶良;吳惠昌;游兆延;王申瑩;顏建春;魏海;張會(huì)娟;劉敏基;王建楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24
• 代理公司: 無(wú)錫松禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32316
• 代理人: 蔡趙

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于圖像的綠肥等農(nóng)作物種子外形尺寸測(cè)量方法及測(cè)量系統(tǒng)，所述方法包括：獲取同時(shí)包含標(biāo)尺圖像與種子圖像的圖片；將所述圖片導(dǎo)入測(cè)量軟件；根據(jù)所述圖片中的標(biāo)尺圖像對(duì)所述圖片進(jìn)行縮放，使得所述標(biāo)尺實(shí)物對(duì)應(yīng)的實(shí)際尺寸與所述標(biāo)尺圖像在所述測(cè)量軟件中的測(cè)量尺寸一致；利用所述測(cè)量軟件的測(cè)量功能對(duì)所述圖片中種子圖像的尺寸進(jìn)行測(cè)量，得到外形尺寸數(shù)據(jù)。本發(fā)明的基于圖像的綠肥等農(nóng)作物種子外形尺寸測(cè)量方法及系統(tǒng)，利用簡(jiǎn)單的圖片以及現(xiàn)有的軟件對(duì)種子的外形尺寸進(jìn)行測(cè)量，成本低、測(cè)量方便，無(wú)需對(duì)種子進(jìn)行裝夾，且測(cè)量過(guò)程中沒(méi)有估算過(guò)程，也不需要計(jì)算中間量，測(cè)量精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及尺寸測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及基于圖像的綠肥等農(nóng)作物種子外形尺寸測(cè)量方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，物料尺寸測(cè)量以及農(nóng)業(yè)裝備的測(cè)繪是必不可少的測(cè)量環(huán)節(jié)。農(nóng)作物種子外形尺寸作為一個(gè)很重要的物理特性參數(shù)，尤其在播種以及種子清選等作業(yè)環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到種子設(shè)備關(guān)鍵部件參數(shù)的設(shè)計(jì)與選取，目前綠肥種子(二月蘭、紫云英)等小顆粒農(nóng)作物主要靠游標(biāo)卡尺測(cè)定其外形尺寸，對(duì)于直徑或長(zhǎng)寬小于10mm的顆粒物料，測(cè)量起來(lái)耗時(shí)費(fèi)力，而目前市場(chǎng)上的自動(dòng)影像測(cè)量?jī)x雖測(cè)量方便快捷精度高，但因價(jià)格昂貴，主要用于軍工、鐘表等領(lǐng)域的精密儀器測(cè)量，很少在農(nóng)作物種子測(cè)量上使用。

現(xiàn)有技術(shù)中，專利CN204064246U公開(kāi)了一種種子長(zhǎng)度測(cè)量裝置，其包括照相機(jī)、透明盒和固定架，照相機(jī)的攝像頭是不可以調(diào)節(jié)圖像大小的攝像頭，照相機(jī)的顯示屏上設(shè)置有長(zhǎng)度刻度，其測(cè)量方法為：先找一個(gè)知道尺寸的參照物(如橡皮)，再用照相機(jī)拍攝參照物的圖片，然后確定參照物圖像的長(zhǎng)度與參照物時(shí)間長(zhǎng)度的比例，最后在圖片中數(shù)種子圖像占據(jù)的格子數(shù)量，并根據(jù)上述比例計(jì)算種子的實(shí)際長(zhǎng)度。

專利CN105300291A公開(kāi)了一種種子形態(tài)大小觀測(cè)儀，包括基座、豎桿、載物臺(tái)、夾持總成、刻度板和放大總成，刻度板的上表面設(shè)有網(wǎng)狀刻度線，刻度線的規(guī)格是已知的，測(cè)量種子尺寸時(shí)，先將種子固定在載物臺(tái)上，再利用激光燈發(fā)出光束在刻度線上形成光束，最后在鏡片放大的輔助下觀察光點(diǎn)與刻度板上的橫線、豎線，計(jì)算種子的尺寸。

上述兩個(gè)專利中，第一個(gè)專利是先用參照物對(duì)格子在圖片中的比例進(jìn)行標(biāo)定，再通過(guò)數(shù)格子的方式計(jì)算種子的尺寸，第二個(gè)專利是已知刻度線尺寸，通過(guò)數(shù)刻度的方式計(jì)算種子的尺寸。上述兩個(gè)專利存在兩個(gè)問(wèn)題，第一：都需要通過(guò)肉眼觀察估算種子占的格子數(shù)(刻度數(shù))，再進(jìn)行計(jì)算，因此得到的種子尺寸的精度較低；第二：受限于其測(cè)量方法，需要搭建專門(mén)的測(cè)量?jī)x器，測(cè)試成本較高。

現(xiàn)有技術(shù)中，在測(cè)量其他被測(cè)物體的技術(shù)中，專利CN111047588A公開(kāi)了一種軸型小零件尺寸的圖像化測(cè)量方法，其測(cè)量步驟包括：以固定距離采集零件的原始圖像；利用圖像算法得到定位輪廓所對(duì)應(yīng)的直線段，以直線段作為零件邊緣，計(jì)算邊緣之間的像素距離；以標(biāo)定板為對(duì)象，進(jìn)行前述同樣步驟的處理，得到圖像拍攝距離所對(duì)應(yīng)的標(biāo)定系數(shù)；最后根據(jù)標(biāo)定系數(shù)和像素距離計(jì)算零件的尺寸。可見(jiàn)，該專利中，與上述第一個(gè)專利類似，需要先根據(jù)標(biāo)定板確定標(biāo)定系數(shù)(也即像素距離與實(shí)際距離的比例關(guān)系)，再根據(jù)零件邊緣的像素距離與標(biāo)定系數(shù)(比例關(guān)系)的乘積計(jì)算零件的尺寸。該方法中，需要得到被測(cè)對(duì)象在圖像中的像素距離以及標(biāo)定系數(shù)兩個(gè)中間數(shù)據(jù)才能計(jì)算目標(biāo)尺寸。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種測(cè)量成本低、測(cè)量方便且精度高的基于圖像的綠肥等農(nóng)作物種子外形尺寸測(cè)量方法及系統(tǒng)。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于圖像的綠肥等農(nóng)作物種子外形尺寸測(cè)量方法，所述方法包括：

獲取同時(shí)包含標(biāo)尺圖像與種子圖像的圖片；

將所述圖片導(dǎo)入測(cè)量軟件；

根據(jù)所述圖片中的標(biāo)尺圖像對(duì)所述圖片進(jìn)行縮放，使得所述標(biāo)尺實(shí)物對(duì)應(yīng)的實(shí)際尺寸與所述標(biāo)尺圖像在所述測(cè)量軟件中的測(cè)量尺寸一致；