[发明专利]一种甘蔗切割高度的检测方法

权利要求书

1.一种甘蔗切割高度的检测方法，其特征在于，其包括如下步骤：

第一，利用安装在甘蔗收割机的刀盘的一侧的两个相机对待切甘蔗进行拍摄，以分别得到两个图像；

第二，对第一步得到的图像进行图像分割，以去除背景，从而得到只含有甘蔗和刀盘的图像；

第三，对经第二步处理后得到的图像通过数学形态学方式消除噪声；

第四，把经第三步处理后得到的图像中的甘蔗图像的高于刀盘的部分进行去除；

第五，把经第四步处理后得到的图像中刀盘的图像去除；

第六，把经第五步处理后得到的图像中的除了离刀盘最近的甘蔗的其他甘蔗的图像去除，以得到只剩下离刀盘最近的待切甘蔗的图像；

第七，把经第六步处理后的图像中的待切甘蔗在图像中的切割点和地面点这两个特征点的坐标值提取出来；以及

第八，把第一步的两个图像经过上述步骤处理后得到的图像采用极线约束及唯一性约束来完成匹配，并利用双目视觉测量技术进行三维重建确定两个特征点相对于甘蔗收割机的空间坐标，进而确定当前刀盘对待切甘蔗的切割高度。

2.根据权利要求1所述的甘蔗切割高度的检测方法，其特征在于，第二步中包括如下步骤：

步骤一，对第一步得到的图像分别提取出彩色图像的R、G、B分量，以得到R、G、B二维矩阵；

步骤二，通过数学运算得到相应的色差分量2G-R-B、R-G和B-R；

步骤三，利用最大类间方差法求取相应的色差分量2G-R-B、R-G和B-R的阈值T；以及

步骤四，将色差分量的像素值逐一与对应的阈值T进行比较，将小于阈值T的像素点置为0，以代表黑色，大于及等于阈值T的像素点置为1，以代表白色；从而对图像完成分割。

3.根据权利要求2所述的甘蔗切割高度的检测方法，其特征在于，第二步的步骤四中，当甘蔗是黄绿色甘蔗时，采用RGB颜色空间的色差分量2G-R-B进行Otsu阈值分割；当甘蔗是紫红色甘蔗时，利用色差分量R-G及B-R的Otsu阈值分割结果的叠加进行分割。

4.根据权利要求1所述的甘蔗切割高度的检测方法，其特征在于，第三步的数学形态学方式包括闭运算处理、小面积剔除和空洞填充预处理。

5.根据权利要求1所述的甘蔗切割高度的检测方法，其特征在于，第四步中，对经第三步处理后得到的图像以与刀盘高度相同的区域的横向像素点数量最多为依据，把甘蔗的图像的高于刀盘的部分进行去除。

6.根据权利要求1所述的甘蔗切割高度的检测方法，其特征在于，第五步中，对经第四步处理后得到的图像进行腐蚀运算，然后以刀盘的连通区域的面积最大为依据，将除了连通区域的面积最大的部分以外的其他连通区域去除，以得到只剩下刀盘的图像；再用经腐蚀运算处理后得到图像减去这个只剩下刀盘的图像，以最终得到去除刀盘的图像。

7.根据权利要求6所述的甘蔗切割高度的检测方法，其特征在于，在进行第七步前，先对经第六步处理后得到的图像进行膨胀运算，以恢复待切甘蔗原有的大小。

8.根据权利要求1所述的甘蔗切割高度的检测方法，其特征在于，在第六步中，对经第五步处理后的图像中以待切甘蔗的质心的横坐标离刀盘最近为依据，消除其他甘蔗的图像，以得到只剩下离刀盘最近的待切甘蔗的图像。