一種基于機(jī)器視覺的穴盤苗盤上檢測(cè)方法研究.pdf

1、嫁接技術(shù)是設(shè)施農(nóng)業(yè)中克服連作病害的最有效方法。在嫁接過程中，砧木和接穗的苗徑尺寸匹配程度對(duì)嫁接苗的成活率有直接影響。因此，本文通過雙目視覺測(cè)量的手段，實(shí)現(xiàn)一種在穴盤上直接自動(dòng)測(cè)量嫁接苗的苗徑和子葉參數(shù)的方法，為砧木和接穗的自動(dòng)匹配提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　本文研究的工作主要有幾個(gè)方面：
　　1、穴盤苗模型研究。研究穴盤苗的直徑和高度之間的關(guān)系模型和苗莖橢圓方向和子葉方向之間的關(guān)系模型。實(shí)現(xiàn)了苗莖測(cè)量系統(tǒng)、子葉測(cè)量系統(tǒng)和雙目定位系統(tǒng)

2、，利用雙目視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的實(shí)時(shí)測(cè)量，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證這兩種關(guān)系模型的合理性。實(shí)驗(yàn)表明西葫蘆秧苗在子葉方向偏差61.23°-64.65°處是苗徑值的短軸，在子葉方向偏差151°-152.241°處是苗莖的長(zhǎng)軸，苗徑從根部到莖梢總體呈下降趨勢(shì)，部分出現(xiàn)中間較粗的情況，穴盤苗的直徑和高度之間無確定關(guān)系。
　　2、子葉分離方法研究。本文在課題前人利用輪廓深度信息進(jìn)行子葉分離研究的基礎(chǔ)上，采用Freeman鏈碼對(duì)子葉輪廓進(jìn)行編碼，計(jì)

3、算與等距前繼點(diǎn)與后繼點(diǎn)連線中點(diǎn)的歐氏距離，獲取候選拐點(diǎn)集合。研究候選拐點(diǎn)的匹配方法和雙向搜索策略對(duì)拐點(diǎn)匹配精度的提升，本文實(shí)驗(yàn)中44個(gè)候選拐點(diǎn)使用單向搜索算法誤匹配對(duì)數(shù)為5，使用雙向搜索算法誤匹配所有候選拐點(diǎn)都得到正確匹配。結(jié)合三維深度檢測(cè)方法，對(duì)匹配拐點(diǎn)附近1/8輪廓鏈進(jìn)行三維坐標(biāo)測(cè)量，對(duì)存在高差突變的拐點(diǎn)進(jìn)行二次分離，進(jìn)一步提高子葉分離正確率。
　　3、盤上檢測(cè)方法研究。設(shè)計(jì)多列相機(jī)并行盤上測(cè)量裝置，提出穴盤苗盤上測(cè)量方法，對(duì)

4、流過測(cè)量區(qū)域的嫁接苗進(jìn)行連續(xù)采集測(cè)量，并給出測(cè)量處苗徑短軸估算方法。利用盤上獲取的拐點(diǎn)和子葉方向研究生長(zhǎng)點(diǎn)位置，對(duì)生長(zhǎng)點(diǎn)進(jìn)行左右視覺的特征點(diǎn)匹配，獲取生長(zhǎng)點(diǎn)深度信息。
　　4、檢測(cè)樣機(jī)的初步研制。討論樣機(jī)的初步設(shè)計(jì)和電機(jī)、控制卡、滑臺(tái)等部件的選型及連接，搭建樣機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究基于視覺的電機(jī)控制，編寫測(cè)量軟件，開展測(cè)量實(shí)驗(yàn)，對(duì)100組子葉展角大于120°、苗莖保持直立的西瓜嫁接苗的實(shí)驗(yàn)表明，測(cè)量裝置執(zhí)行率為89％，與人工測(cè)量比對(duì)，苗