[发明专利]一种甘蔗切割高度的检测方法

说明书

本发明公开了一种甘蔗切割高度的检测方法，其包括如下步骤：第一，利用安装在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，通过图像分割得到只含有甘蔗和刀盘的图像；第三，对图像消除噪声；第四，把甘蔗图像的高于刀盘的部分进行去除；第五，把刀盘的图像去除；第六，把除了离刀盘最近的甘蔗的其他甘蔗的图像去除；第七，把待切甘蔗在图像中的切割点和地面点的坐标值提取出来；以及第八，对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的空间坐标，以确定当前刀盘的切割高度。本发明能够实时获得当前的切割高度，从而方便把刀盘调整到合适的入土深度。

技术领域

本发明涉及甘蔗收割技术领域，特别涉及一种甘蔗切割高度的检测方法。

背景技术

甘蔗收割很大一部分采用机械化收割，在通过甘蔗收获机对甘蔗进行切割的过程中，刀盘入土2～5cm对甘蔗进行切割不仅能降低机械化收割时宿根的破头率和割茬损失，以提高甘蔗产量，还有利于促进来年宿根的发芽率，在防止宿根截面感染病虫害、保护宿根具有较强的生命力方面有显著的作用。

目前，现有的甘蔗收割机难以实时获得当前刀盘对甘蔗的切割高度以保证把刀盘调整到以合适的入土深度对甘蔗进行切割，导致机械化收获甘蔗的切割高度不合格现象严重，从而影响收割机对甘蔗的切割效果，造成割茬损失和宿根破头率高。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甘蔗切割高度的检测方法，从而克服现有的甘蔗收割机难以实时获得当前刀盘对甘蔗的切割高度以保证把刀盘调整到以合适的入土深度对甘蔗进行切割的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种甘蔗切割高度的检测方法，其中，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。

优选地，上述技术方案中，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。

优选地，上述技术方案中，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。

优选地，上述技术方案中，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。

优选地，上述技术方案中，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。