[发明专利]基于图像实现高精度的玉米果穗考种方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及玉米果穗考种技术领域，尤其涉及基于图像实现高精度的玉米果穗考种方法和装置。

背景技术

玉米是我国农业生产中占重要地位的粮食作物，玉米育种在我国种业科研、生产等领域占有重要的地位，玉米种业的核心问题之一是玉米考种，传统的考种方法大多依赖于手工操作，占用大量人力资源，工作效率低下，成为制约玉米种业发展的技术瓶颈。

玉米考种的主要形态参数指标包括穗粒数、穗粒行数、行粒数、百粒重等，传统考种方法主要存在以下技术缺陷：

1.人工操作繁琐，工作量较大。

2.工作效率难以提高，考种流程周期较长。

3.考种过程中人工操作影响考种的准确性。

4.单一工作流程的测量方式难以保证获得的参数准确性。

随着现代信息技术的快速发展，特别是现代信息技术在农业领域的深入应用，为传统农业带来全新的技术手段和实用工具。由于技术固有的局限性，导致穗粒行数等指标的自动化检测存在一定的误差。

申请号为201010226335.7，名称为“基于机器视觉的玉米考种装置”中通过采用两块反光镜能够一次成像玉米果穗的三个侧面的图像，根据采集的图像来提取玉米果穗的穗长、穗行数、穗粒数、每行粒数等多个外观参数，改善了人工考种的众多弊端，但是并没有在考种精度、准确性方面得到提高。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是，针对上述缺陷，在实现现代化操作的考种方式的同时提高考种精度。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明提供了基于图像实现高精度的玉米果穗考种方法，所述考种方法包括：

S1：获取以所述玉米果穗的穗轴为中心轴的周视图，应用图像处理算法对所述周视图进行图像处理，得到所述玉米果穗的形态指标、穗粒行数和行粒数，根据所述穗粒行数和所述行粒数计算出穗粒的总粒数；

S2：将所述玉米果穗脱粒，得到穗轴和穗粒；

S3：称出所述穗粒的总重量或称出所述穗轴的重量，再根据所述玉米果穗的重量和所述穗轴的重量计算出所述穗粒的总重量；

S4：根据所述穗粒的总重量和所述穗粒的总粒数计算出平均粒重及百粒重；

在步骤S2之前还包括：

S0：称出所述玉米果穗的重量。

为解决上述问题，本发明还提供了基于图像实现高精度的玉米果穗考种装置，所述装置包括：

箱体、相机、光源、称重装置、步进电机，所述相机、所述光源、所述称重装置和所述步进电机位于所述箱体内部；

其中所述光源为所述相机拍照提供光，所述相机用于获取以所述玉米果穗的穗轴为中心轴的周视图；

所述称重装置用于称量所述玉米果穗的重量、脱粒后的穗轴或穗粒的重量；

所述步进电机为所述玉米果穗转动提供动力；

所述考种装置还包括电源，所述电源为所述步进电机转动提供动力。

优选地，所述相机和所述玉米果穗的安放方法具体包括：

将所述玉米果穗和相机同时直立或水平相对放置，所述穗轴固定，所述相机以所述玉米果穗为圆心旋转一周；

或将所述玉米果穗和相机同时直立或水平相对放置，所述相机固定，所述玉米果穗以所述穗轴为中心旋转一周。

为解决上述问题，本发明还提供了基于图像实现高精度的玉米果穗考种装置，所述装置包括：

箱体、N个相机、光源和称重装置，所述N个相机、所述光源和所述称重装置位于所述箱体内部，其中N为大于等于4的正整数；

其中所述光源为所述相机拍照提供光；

所述N个相机直立放置，围绕直立的玉米果穗一周，且所述相机与相邻相机相对于位于中心的玉米果穗分布的夹角均为360/N度；

或所述N个相机水平放置，围绕水平的玉米果穗一周，且所述相机与相邻相机相对位于中心的玉米果穗分布的夹角均为360/N度；

所述称重装置用于称量所述玉米果穗的重量、脱离后的穗轴的重量。

为解决上述问题，本发明还提供了基于图像实现高精度的玉米果穗考种装置，所述装置包括：

箱体、相机、光源和称重-转动装置，所述相机、所述光源和所述称重-转动装置位于所述箱体内部；

其中所述光源为所述相机拍照提供光；

所述称重-转动装置用于称量所述玉米果穗的重量、脱粒后的穗轴或穗粒的重量，还用于为所述玉米果穗的旋转提供动力。