[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

说明书

本发明公开了一种基于核磁共振机器人的油菜干旱诊断方法及装置，其中油菜干旱诊断方法包括以下步骤：对双目立体视觉摄像机进行标定、校正和匹配后，采集均匀光照环境下油菜样本的图像信息并进行预处理；对油菜叶片进行图像分割，选出目标叶片，将目标叶片的形心坐标作为视觉定位的特征点；将特征点的图像坐标转换为空间三维坐标，根据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；通过核磁共振传感器对目标叶片进行CPMG脉冲序列测试，运用模式识别方法对其干旱程度进行判别分析。本发明克服了传统检测过程中需要的人工放置样本的弊端，提高检测速率的同时为核磁共振的在线监测应用提供可能。

技术领域

本发明涉及核磁共振波谱技术领域，尤其涉及一种基于核磁共振机器人的油菜干旱诊断方法及装置。

背景技术

水对陆生植物生命活动中起着至关重要的作用。在生长过程中，作物叶片是对水分含量表现最为直接的器官。当遭受到干旱胁迫时，作物迅速感应到生长环境的变化并产生应急适应机制，如叶片通过降低生长速度、加剧脱落的方式，来达到减缓蒸腾速率、防止水分过多散失的目的。因此，可将叶片作为检测对象对植物进行干旱诊断，从而推断作物所处的土壤环境，给农业灌溉工作提供指导意义。

核磁共振技术是以氢核为研究对象的波谱技术，作物中的水分为核磁共振在作物中的检测应用提供了基础条件。随着核磁共振技术的发展，它所具有的检测性能上的优势，如检测速度快、准确率高；非接触性、无损伤；不受检测对象形态限制等特点，使其在农业领域得到拓展和应用。

核磁共振技术因其无辐射损伤、高分辨率等优点在医学领域日益普及，但针对植物检测的核磁共振研究及装置相对较少。且在少量现有的便携式核磁共振装置中，多数是基于开放式的检测平台，在对植物进行活体检测时，需事先将植物待测部位人为摆放至传感器的检测区域，长时间的检测易导致操作者产生生理疲惫、降低检测速度，同时会增加人为误差，降低检测效果。

随着工业自动化的快速发展，机器人的智能化程度影响着整个工业演化的进程。其中，利用机器人的视觉控制省去了预先对工业机器人的离线编程，节约了大量编程时间，且定位精度高、速度快、结果可靠、可长时间工作，克服了传统人工定位方法的缺点。

发明内容

本发明提供了一种基于核磁共振机器人的油菜干旱诊断装置，该油菜干旱诊断装置通过双目视觉定位技术对油菜叶片定位，根据位置信息控制移动底盘和机械臂运动，从而使核磁共振传感器定向移动至目标叶片的有效检测范围，代替了传统依赖于人工固定样本的方法，为核磁共振的在线式快速检测应用提供可能。

一种基于核磁共振机器人的油菜干旱诊断装置，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。

作为优选，所述的机械臂包括多个数字舵机，具有三个自由度。

作为优选，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。