[发明专利]基于核磁共振机器人的油菜干旱诊断方法及装置

权利要求书

1.一种基于核磁共振机器人的油菜干旱诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对双目立体视觉摄像机进行标定、校正和匹配后，利用双目立体视觉摄像机采集均匀光照环境下油菜样本的图像信息，对所述的图像信息进行预处理；

(2)对预处理后的图像信息进行图像分割，选出目标叶片，将所述的目标叶片的形心坐标作为视觉定位的特征点，包括：

(2-1)采用大津阈值法对预处理后的图像信息进行分割，对分割所得的二值图像进行形态学开运算以去除分割后图像中存在的噪声点；

(2-2)对二值图像中油菜叶片所在的白色连通区域进行标记，记录各个白色连通区域的位置；对各个白色连通区域的面积大小进行比较，筛选出面积相近的白色连通区域；

(2-3)从面积相近的白色连通区域中随机选择一个，将被选择的白色连通区域的形心坐标作为视觉定位的特征点；

(3)将所述的特征点的图像坐标转换为空间三维坐标，根据所述的空间三维坐标移动核磁共振传感器，使特征点处的目标叶片处于核磁共振传感器的检测范围内；

(4)通过核磁共振传感器对目标叶片进行CPMG脉冲序列测试，采集核磁共振CPMG序列回波峰点值，将单个油菜样本的核磁共振CPMG序列回波峰点值作为特征变量排列成行，所有油菜样本数据形成一个m×n维数据矩阵，m为样本数量，n则为核磁共振CPMG序列回波峰点值数；

对该数据矩阵进行主成分分析得到主成分得分图，根据主成分得分图上各个油菜样本点的间隔距离将处于同一区域范围内的油菜样本划分为同一类别，对油菜样本的干旱梯度进行分类判别；

所述的基于核磁共振机器人包括视觉定位系统和核磁共振检测系统；

所述的视觉定位系统包括：

移动底盘，设有电机驱动模块和移动模块，所述的电机驱动模块根据电机控制指令驱动移动模块进行运动，并将移动底盘的当前位置信息上传至工控机；

机械臂，安装在移动底盘上；

摄像机，安装在所述的机械臂上，用于采集检测对象的图像信息并传送至工控机；

工控机，对所述的图像信息进行处理得到目标叶片的位置信息，根据所述的位置信息生成电机控制指令和机械臂控制指令，并分别发送至所述的移动底盘和机械臂；

所述的核磁共振检测系统包括核磁共振传感器，所述的核磁共振传感器安装于所述的机械臂上，机械臂通过接收机械臂控制指令将所述的核磁共振传感器移动至目标叶片的有效检测区域；

所述的核磁共振传感器包括检测平台、主磁体以及夹在检测平台和主磁体之间的射频线圈。

2.根据权利要求1所述的基于核磁共振机器人的油菜干旱诊断方法，其特征在于，所述的机械臂包括多个数字舵机，具有三个自由度。

3.根据权利要求1所述的基于核磁共振机器人的油菜干旱诊断方法，其特征在于，所述的摄像机为双目立体视觉摄像机，左右对称地安装于所述的机械臂上。

4.根据权利要求1所述的基于核磁共振机器人的油菜干旱诊断方法，其特征在于，步骤(1)中，采用张正友标定法对双目立体视觉摄像机进行标定，采用Bouguet算法进行极线校正，采用Boyer-Moore算法对双目立体视觉摄像机进行匹配。

5.根据权利要求1所述的基于核磁共振机器人的油菜干旱诊断方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的预处理包括图像灰度化以及图像滤波处理，所述的图像灰度化采用加权平均法，所述的图像滤波处理采用高斯滤波处理，高斯核的大小为5×5。

6.根据权利要求1所述的基于核磁共振机器人的油菜干旱诊断方法，其特征在于，步骤(4)中，对每个油菜样本的目标叶片进行3次重复试验，将3次重复试验的核磁共振CPMG序列回波峰点值求平均值，将该平均值作为该油菜样本的变量。