一种基于图像处理的杏鲍菇长势监控系统的制作方法

本实用新型涉及杏鲍菇栽培过程中长势的监控领域，具体说是一种采用图像处理算法对在杏鲍菇整个生长过程定时采集的照片进行分析，进而获得杏鲍菇在各个阶段生长状况的监控系统。

背景技术：

随着对杏鲍菇消费量的逐年增加，大批量、工程化生产杏鲍菇的企业也越来越多，据统计，2013年我国杏鲍菇产量为92.5万吨，2014年国内产量增长至107.5万吨。杏鲍菇的高效种植，除了基质养料对其有重要的影响外，生长环境对杏鲍菇的生长同样有不可小觑的影响。为了给杏鲍菇生长创造一个最适合的环境，不少企业对杏鲍菇的种植房都安装有对空气温湿度、空气二氧化碳浓度、土壤温湿度以及环境光照强度等环境参数自动控制的系统。但是，具体对环境参数设置多大的值最适合杏鲍菇的生长，而且杏鲍菇生长的不同阶段所需要的环境并不相同。目前企业一般采用通用的环境参数进行种植，至于通用的参数是不是最适合的自己的，企业目前还无法得知。

目前，对杏鲍菇长势监控，均是简单采用视频监控设备，视频监控设备仅仅能供工作人员观看，无法做到对杏鲍菇各个阶段的生长状况进行分析，更无法获得最适合的种植参数。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种基于图像处理的杏鲍菇长势监控系统，该系统可以对杏鲍菇的生长状况自动进行图像采集，并能够自动分析各个阶段的杏鲍菇长势进行分析，配合环境参数自动控制系统提供的环境信息，可以获得最适合的杏鲍菇生长的个性化的环境参数，为高效种植提供依据。

本实用新型的目的通过以下技术手段实现：

一种基于图像处理的杏鲍菇长势监控系统，包括引导线、图像采集识别点、巡线小车和图像采集分析装置；

所述引导线为一条通电电缆，在电缆中通入一定的电流，则在电缆周围会产生一个恒定的磁场，磁场强度的大小与距引导线距离的有关，距离电缆越近的位置，磁场强度越强，反之，距离电缆越远的位置，磁场强度越弱。

所述巡线小车通过检测磁场强度的差异作为导航信号而巡线行驶；所述引导线在菌室内靠近杏鲍菇层架的位置呈“S”形铺设，从而引导巡线小车为每个层架的杏鲍菇拍照。

所述图像采集识别点为杏鲍菇层架上作为图像采集点的位置，在每个图像采集识别点上都安装有磁铁，为巡线小车每次采集图像提供位置信息。

所述巡线小车，包括车底板，对称设置于车底板两侧的驱动轮，设置于车底板下端、车轮一侧的驱动器，位于车底板上的控制器，设置于驱动车前后两端的磁导航传感器，垂直固定于车底板上的竖直支架和位于竖直支架顶端的水平支架；所述驱动器固定在车底板两侧，并通过驱动连杆与驱动轮相连接，所述竖直支架上预留有安装菌柄摄像头的位置，所述水平支架预留有安装菌盖摄像头的位置；所述水平支架与竖直支架连接处设置有传动器，所述水平支架可以通过传动器左右移动；在同侧两个驱动轮之间设置有地标传感器，所述地标传感器用于感应图像采集识别点上的磁铁，引导巡线小车进行图像采集。

所述图像采集分析装置包括菌柄摄像头、菌盖摄像头和控制器，所述菌柄摄像头安装在竖直支架上，用于拍摄菌柄的生长情况和菌包包装袋上的刻度线；所述菌盖摄像头安装在水平支架上，用于拍摄杏鲍菇菌盖的生长情况和菌包的直径；控制器为系统的控制核心，通过导线连接菌柄摄像头、菌盖摄像头、磁导航传感器、地标传感器，负责检测引导线位置控制巡线小车按规划路径行驶，负责检测图像采集识别点的位置，控制小车在图像采集识别点处停止，并控制菌柄摄像头和菌盖摄像头启动拍照。

进一步，所述竖直支架垂直固定在车底板上的中央位置。

进一步，所述竖直支架为多两级伸缩结构，可以按要求升高和降低。

本实用新型的工作原理如下：本杏鲍菇长势监控系统，包括引导线、图像采集识别点、巡线小车和图像采集分析装置。首先在引导线中通过一定大小的电流，则在引导线周围会形成一个稳定的磁场，距离引导线越近的位置，磁场强度越大，反之磁场强度越小。将巡线小车放到入口内，巡线小车将自动向前行驶，巡线小车上的磁导航传感器实时获取到的磁场强度信号送到控制器，控制器根据磁场强度的变化分析出巡线小车的位置偏移信息，控制驱动器，实时调整巡线小车的行驶方向，从而保证巡线小车一直沿引导线前进而不会偏离方向行驶。在行进的过程中，地标传感器也在实时检测图像采集点上磁铁的位置，如果地标传感器检测到图像采集点上的磁铁，则向控制器发出拍照请求信号，控制器控制巡线小车停止，菌柄摄像头和菌盖摄像头开启，对此处的杏鲍菇进行拍照，将此刻杏鲍菇菌柄、菌盖和菌包上的刻度线、菌包的直径以及拍照的时间记录下来，同时控制器按照设置控制升高或降低竖直支架，完成对其他层杏鲍菇的图像采集，记录相关信息。该图像采集点拍照完成后，控制器控制巡线小车继续沿引导线前进，当地标传感器再次检测到图像采集点上的磁铁时，再次向控制器申请拍照。巡线小车从入口到出口行驶一周，则完成对菌房中所有杏鲍菇的图像采集。完成了一周图像采集，巡线小车将在出口出等待，两小时后，巡线小车将再次进入入口，开始新的一周的图像采集。杏鲍菇的生长周期大约为17-19天，这样经过一个生长周期的采集，将获得每个采集点出每2小时一个的杏鲍菇图像。通过对每一个菌包杏鲍菇的纵向分析，便可获得每个阶段杏鲍菇的生长状况。

该实用新型的有益效果是：通过使用该系统，可以对杏鲍菇的生长状况自动进行图像采集，并能够自动分析各个阶段的杏鲍菇长势进行分析，通过长期的监控，并对比当时的环境参数，就可以获得最适合杏鲍菇生长的个性化的环境参数，为高效种植提供依据。

附图说明

图1：杏鲍菇栽培层架结构立体结构示意图

图2：杏鲍菇栽培层架正视结构示意图

图3：杏鲍菇菌包结构示意图

图4：本实用新型菌房内巡线小车导引线形状示意图(起点和终点需要相连)

图5：本实用新型巡线小车结构立体结构示意图；

图6：本实用新型巡线小车结构俯视结构示意图；

图7：本实用新型图像采集装置结构原理图；

其中：1-菌房，2-杏鲍菇栽培层架，3-菌包栽培箱，4-杏鲍菇菌包，5-菌包包装袋刻度线，6-杏鲍菇菌体，61-菌柄，62-菌盖，7-引导线，71-巡线小车入口，72-巡线小车出口，8-地标传感器，81-磁铁，9-巡线小车，91-巡线小车驱动轮，92-驱动连杆，93-驱动器，94-底板，10-磁导航传感器，11-竖直支架，12-菌柄摄像头，13-水平支架，14-菌盖摄像头，15-传动器，16-控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本实用新型做进一步的说明。

以图4所展现的一种菌房为例进行说明。如图1-4所示，菌房中包括杏鲍菇栽培层架2，所述杏鲍菇立体层架2为多层培养架，一般有5-10层，培养架上双面均可以放置杏鲍菇菌包栽培箱3。每个菌包栽培箱3中可放置多个杏鲍菇菌包4，杏鲍菇菌包4包括圆柱形培养基，长于培养基上的菌体。这是在杏鲍菇种植企业中使用最为广泛的一种栽培层架结构。具体到每个菌包的结构，包含多株杏鲍菇菌体6，所述杏鲍菇菌体6分为菌柄61和菌盖62两部分，杏鲍菇菌包4外面一周带有刻度线5，刻度线5主要用作对菌柄61和菌盖62参数分析时的尺寸参考。

按照图4所展示的一种菌房结构，铺设的引导线7的形状为”S”型，所述引导线7在靠近每个杏鲍菇栽培层架2附近都有铺设，并且从起点到终点，引导线7均为连续的铺设，中间无间断。在每个栽培层架2的一侧，均设置六个磁铁81作为图像采集识别点，磁铁81为每次巡线小车9在该处的图像采集提供精确的位置信息。

如图5、6所示，巡线小车有四个驱动轮91，每个驱动轮上均安装有驱动器93，驱动轮91和驱动器93通过驱动连杆92连接；巡线小车9的前后两端都安装有磁导航传感器10，磁导航传感器10能够感应到引导线7周围的磁场强度，从而确定巡线小车9的位置。巡线小车的右侧安装有地标传感器8，地标传感器8能够识别磁铁81的位置，从而确定预先设定的图像采集点。

巡线小车9上方中央位置安装有竖直支架11，竖直支架11为多两级伸缩结构，可以按要求升高和降低，竖直支架留有安装菌柄摄像头12的位置，且竖直支架顶端和水平支架13相连；在竖直支架与水平支架连接处设置有传动器15，所述水平支架可以通过传动器15左右移动，所述水平支架13上留有安装菌盖摄像头14的位置。

如图5、7所示，所述巡线小车9上还安装有控制器16，控制器16为系统的控制核心，通过导线连接菌柄摄像头12、菌盖摄像头14、磁导航传感器10、地标传感器8、传动器15，负责检测引导线位置控制巡线小车9按规划路径行驶，负责检测图像采集识别点的位置，控制小车在图像采集识别点81处停止，并控制菌柄摄像头12和菌盖摄像头14启动拍照。菌柄摄像头12安装在竖直支架11上，用于拍摄菌柄61的生长情况和菌包包装袋上的刻度线5；菌盖摄像头14安装在水平支架13上，用于拍摄杏鲍菇菌盖62的生长情况和菌包的直径。

将巡线小车9放到入口71内，巡线小车9将自动向前行驶，巡线小车上的磁导航传感器10实时将获取到的磁场强度信号送到控制器16，控制器16根据磁场强度的变化分析出巡线小车的位置偏移信息，控制驱动器93，实时调整巡线小车9的行驶方向，从而保证巡线小车9一直沿引导线前进而不会偏离方向行驶。在行进的过程中，地标传感器8也在实时检测者图像采集点上磁铁81的位置，如果地标传感器检测到图像采集点上的磁铁81，则向控制器16发出拍照请求信号，控制器16控制巡线小车9停止，菌柄摄像头12和菌盖摄像14头开启，对此处的杏鲍菇进行拍照，将此刻杏鲍菇菌柄61、菌盖62和菌包上的刻度线5、菌包的直径以及拍照的时间记录下来，同时控制器16按照设置控制升高或降低竖直支架11，完成对其他层杏鲍菇的图像采集，记录相关信息。该图像采集点拍照完成后，控制器16控制巡线小车9继续沿引导线前进，当地标传感器8再次检测到图像采集点上的磁铁81时，再次向控制器16申请拍照。巡线小车9从入口71到出口72行驶一周，则完成对菌房中所有杏鲍菇的图像采集。完成了一周图像采集，巡线小车9将在出口72出等待，两小时后，巡线小车将再次进入入口71，开始新的一周的图像采集。通过对每一个菌包杏鲍菇生长图像的纵向分析，便可获得每个阶段杏鲍菇的生长状况。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。