专利名称：甘蔗切割防伤芽系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种农业技术领域，具体是ー种利用计算机视觉技术判断甘蔗切割装置切割甘蔗部位的精密防伤芽系统。
背景技术：
我国是世界甘蔗生产大国，同时作为世界第三大产糖大国，甘蔗种植业的发展直接影响到我国数千万蔗农的生计和制糖业的发展。世界各甘蔗产地大都在一定程度上实现了甘蔗种植的机械化，但都存在着不足。国外的种植机虽然具备了良好性能、功能趋于完善，但尚未配备专业的防伤芽切断装置，且机构过于复杂，价格过于昂贵，故在国内的甘蔗产区是很难推广的。而国内的种植机则更难实现在蔗种切断过程中自动防伤芽的目的。目前国内外在此领域的研究都还处于起步摸索阶段。相近研究有陆尚平等基于机器视觉的甘蔗茎节特征提取与识别，国外，伊朗Moshashai K利用灰度图像阀值分割的方法对甘蔗茎节识别做了初歩研究。如出现甘蔗芽损伤，进而影响作物产量，因此对对甘蔗切割装置安装防伤芽系统具有非常重要的意义。但至今为止，尚未见有对甘蔗切割装置配备专业的防伤芽切断装置或方法的相关报导。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供ー种甘蔗切割防伤芽系统，它通过运用计算机图像处理技术对蔗种图像进行有效处理和特征參数提取的分析，预判断出切割位置并在甘蔗芽将要破坏之前对输送装置进行调整，从而避免芽损伤。本发明以如下技术方案解决上述技术问题本发明甘蔗切割防伤芽系统，包括切割器及由电机控制器驱动的夹持输送机构，夹持输送机构与切割器之间的距离固定，在夹持输送机构的上方安装有摄像头，摄像头的中心位置到甘蔗的切割位置刚好是甘蔗切断后的长度；摄像头的输出端与装有MATLAB软件的电脑连接，电脑的输出端与夹持输送机构的电机控制器连接；所述甘蔗切割防伤芽系统的操作步骤如下(I)启动切割器和夹持输送机构，夹持输送机构的速度与切割器滚刀的转速同歩；切割器内ー对滚刀每转ー圈切割两次，根据滚刀的转速，确定摄像机快门触发时间，使采集到的目标图像刚好是下一次的切割部位；本系统的帧间隔计算公式如下L =(150-1000Vt)/1000Vt其中L-帧间隔；V-甘蔗输送速度(m/s)；t = O. 009s为采集单帧图像所需时间； (2)根据上述计算得出的帧间隔来选定摄像头采集图像的速度，然后启动摄像头开始采集图像；(3)然后对采集到的图像运用MATLAB软件的工具箱进行判断、处理识别，判断是否是甘蔗节；(4)判断结果反馈到控制夹持输送机构移动的电机控制器6执行，若切到节，则触发电机控制器拖动甘蔗向后位移，若切不到节，则不触发电机控制器，从而避免了切割器切割到甘蔗节，以降低伤芽率。本发明甘蔗切割防伤芽系统，所述操作步骤(3)的具体操作如下I)采用常用的灰度调整、滤波降噪、形态学处理方法对原始图像进行处理，表达式为
权利要求
1.甘蔗切割防伤芽系统，其特征在于，包括切割器及由电机控制器驱动的夹持输送机构，夹持输送机构与切割器之间的距离固定，在夹持输送机构的上方安装有摄像头，摄像头的中心位置到甘蔗的切割位置刚好是甘蔗切断后的长度；摄像头的输出端与装有MATLAB软件的电脑连接，电脑的输出端与夹持输送机构的电机控制器连接； 所述甘蔗切割防伤芽系统的操作步骤如下 (1)启动切割器和夹持输送机构，夹持输送机构的速度与切割器滚刀的转速同步；切割器内一对滚刀每转一圈切割两次，根据滚刀的转速，确定摄像机快门触发时间，使采集到的目标图像刚好是下一次的切割部位；本系统的帧间隔计算公式如下L =(150-1000Vt)/1000Vt 其中L-帧间隔； V-甘鹿输送速度(m/s)； t = O. 009s为采集单帧图像所需时间； (2)根据上述计算得出的帧间隔来选定摄像头采集图像的速度，然后启动摄像头开始采集图像； (3)然后对采集到的图像运用MATLAB软件的工具箱进行判断、处理识别，判断是否是甘鹿节; (4)判断结果反馈到控制夹持输送机构移动的电机控制器6执行，若切到节，则触发电机控制器拖动甘蔗向后位移，若切不到节，则不触发电机控制器，从而避免了切割器切割到甘蔗节，以降低伤芽率。
2.根据权利要求I所述甘蔗切割防伤芽系统，其特征在于，所述操作步骤(3)的具体操作如下 .1)采用常用的灰度调整、滤波降噪、形态学处理方法对原始图像进行处理，表达式为
3.根据权利要求I所述甘蔗切割防伤芽系统，其特征在于，所述操作步骤(4)的具体操作如下 对图像求反，将二值化图像的灰度值翻转，然后对所有像素点所对应的值求和，公式如下
4.根据权利要求3所述甘蔗切割防伤芽系统，其特征在于，所述操作步骤(4)中采用如下程序计算出每张处理后的二值化图像所有像素点所对应的灰度值总和Il=imread(，010. jpg，); I=rgb2gray (I I) ; %%转化成灰度图像处理 J=imnoise (I，’ gaussian’，0. 2); Kl=filter2 (fspecial (’ av erage’，3)，J) /255; f=im2double(Kl); T=sum(sum(f))/6300; done=false; while done g=f>=T; Tn=O. 5* (mean (f (g)) +mean (f ( g))); done=abs (T-Tn)〈0. I; T=Tn;enddisplay (' Thteshold (T) - Iterative’)；Tr=im2bw(f，T); Ofigure, imshow(r);q=sum(sum (r))
全文摘要
本发明公开了一种甘蔗切割防伤芽系统，该系统包括切割器及由电机控制器驱动的夹持输送机构，夹持输送机构与切割器之间的距离固定，在夹持输送机构的上方安装有摄像头，摄像头的中心位置到甘蔗的切割位置刚好是甘蔗切断后的长度；摄像头的输出端与装有MATLAB软件的电脑连接，电脑的输出端与夹持输送机构的电机控制器连接。根据切割器的转动速度、甘蔗输送速度来匹配准确的快门触发时间间隔，使采集图像的部位与实际切割部位一致，再对采集到的图像进行滤波降噪和二值化处理，判断切割器是否切到甘蔗节。本发明实现了切割器切割甘蔗部位的快速、准确判断，降低了蔗种茎节的伤芽率、甘蔗生产成本，节约蔗种，提高劳动生产力。
文档编号G06K9/60GK102630429SQ20121012315
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者乔曦, 杨坚, 罗昭宇, 蒋瑜, 蔡敢为, 黄亦其 申请人:广西大学