[发明专利]一种大蒜播种正芽视觉检测系统及其检测方法

说明书

本发明公开了一种大蒜播种正芽视觉检测系统及其检测方法，包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括图像采集设备和系统运行设备，所述图像采集设备包括相机、镜头和同轴光源，所述系统运行设备包括工业电脑，所述软件部分包括视觉引导系统，所述视觉引导系统包括校准模块、相机调用模块、图像预处理模块、形状匹配分析模块和通讯模块。本发明还公开了一种大蒜播种正芽视觉检测方法。本发明以机器视觉理论为背景，构建并实现了一套完整的大蒜正芽检测系统，构建过程中结合实际应用经验，对系统涉及到的硬件选型、图像算法稳定性、机器人通信、相机SDK调用等做详细验证与实现，能够提高大蒜播种机的正芽效率，降低作业中的破损率，具有较高的精度和稳定性。

技术领域

本发明属于大蒜播种技术领域，具体涉及一种大蒜播种正芽视觉检测系统及其检测方法。

背景技术

当前农机装备应用越来越普遍，但是随着农机应用的环境变化需求越来越多，传统农机已经不能满足现代化生产需求，尤其大蒜行业发展，传统农机装备技术严重制约大蒜农机的发展，目前大蒜机械的开发尚处于起步状态，一些核心问题亟待解决，比如：大蒜正芽播种机怎样摆脱传统的物理正芽思想限制，怎么提高正芽率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大蒜播种正芽视觉检测系统及其检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大蒜播种正芽视觉检测系统，包括硬件部分和软件部分，所述硬件部分包括图像采集设备和系统运行设备，所述图像采集设备用于对图像进行采集，所述图像采集设备包括相机、镜头和同轴光源，所述系统运行设备用于承载软件系统运行的主要环境，所述系统运行设备包括工业电脑，所述软件部分包括视觉引导系统，所述视觉引导系统即视觉检测系统，所述视觉引导系统是通过视觉算法分析的方式，定位并判断大蒜的偏转角度，给出分析结果，从而引导大蒜正苗机构完成大蒜的调整或剔除，所述视觉引导系统包括校准模块、相机调用模块、图像预处理模块、形状匹配分析模块和通讯模块，所述校准模块用于在系统运行前要跟正苗机械结构进行校准，并且在后续运行过程中，判断出大蒜倾斜后，输送给到机械结构，由机械结构对大蒜做出调整，所述相机调用模块用于将相机与工业电脑连接，系统通过融合相机的SDK，完成相机的连接，数据的读取，所述图像预处理模块是通过算法对采集到的图片进行预先处理，将处理后的图片用于后续的算法分析，所述形状匹配分析模块是利用形状匹配算法，根据事先预训练好的模板，在图像中搜索匹配，通过设定的阈值完成形状匹配，定位大蒜位置，进而分析大蒜的偏转角度，给出最终结果，所述通讯模块用于将分析结果传输给正苗机构，由正苗机构完成大蒜的调整剔除动作。

优选的，所述相机、所述镜头和所述同轴光源之间的连接方式为：所述相机与所述镜头通过螺纹固定连接，所述同轴光源通过额外的固定支架固定设置在所述镜头与待测物之间。

优选的，所述校准模块还用于在校准后使图像判断的结果跟机械结构的执行对上号，即通过判断结果带动机械结构对应移动，对大蒜做出调整。

优选的，所述形状匹配算法是根据设定的图像特征和阈值，在视野内提取特征进行匹配，从而对目标进行锁定的算法。

优选的，所述算法包括Shape-Based matching算法，所述Shape-Based matching算法包括模板创建和模板匹配。

优选的，所述模板创建用于解决在实际应用过程中，相机采集的视野图像内包含有一个或多个模板图像，并且会存在角度偏转，大小比例缩放等情况，所述模板创建在创建模板时，能够针对性的优化模板特征参数以及特征图案，并找到成功率最高的参数模板配置。

优选的，所述模板匹配中的输入为视野图像和模板图像，输出为查找到的坐标位置、得分、角度和缩放比例，所述视野图像是运行过程中相机视野采集到的图像，所述模板图像是提前保存好的具有目标物体特征的图像。