[发明专利]一种基于机器视觉的激光切割脱毒苗茎的方法及其装置

说明书

本发明提供了一种基于机器视觉的激光切割脱毒苗茎的方法及其装置，属于脱毒苗扩繁技术领域，用于解决现有脱毒苗人工扩繁操作复杂、污染率高、自动化程度低等问题。包括工控机、对射型光电开关、激光切割机构、图像采集模块、输送机和芽苗收集机构，工控机上设有数据采集卡，输送机上的链板式传送带的内侧设有缝隙遮挡带，本发明由工控机控制整套装置完成作业，控制传送电机带动链板式传送带做间歇输送工作，传输定位模块与图像采集模块配合，快速锁定脱毒苗位置，精准识别并分析，获取脱毒苗每一个芽眼的位置，得到相邻两个芽眼的中点，得出切割路径，激光切割机构进行有效稳定的切割，芽苗收集机构进行有效收集扩繁。

技术领域

本发明属于脱毒苗扩繁技术领域，涉及一种激光切割脱毒苗茎装置，特别是一种基于机器视觉的激光切割脱毒苗茎的方法。

背景技术

随着我国科学技术的发展，在农业生产过程中出现了一系列先进的技术设备，使得农业生产效率得到了极大的提高。然而在农业生产过程中，一些农作物经过几代的种植，品质一般都会出现不同程度的退化，在马铃薯、草莓、花卉等农作物上表现的尤为突出，这种退化不利于我国农业的发展。在这种背景下，经过科学家的长期研究，发现农作物品质衰退的主要原因是植物病毒的感染。

因此，为获得高产，就必须培养出无病毒苗，即脱毒苗。脱毒苗具有生长旺盛、抗病性强、产量高、品质好等优点，有效解决了农作物生产性能下降、病虫危害严重的局势。为了长期保持优良品种的生产潜力，需要生产无病毒基础种，脱毒苗的培育则是无公害农作物高产栽培技术的关键。目前，脱毒苗的繁殖主要通过人工切段扩繁，由于人工的工作效率低下，劳动强度大、人力成本高，而且很容易使脱毒苗感染病毒，所以很难大规模大批量的生产。

经检索，如中国专利文献公开了一种防止病毒传染的马铃薯幼苗剪切设备【申请号：CN201520801032.1；公开号：CN205192778U】。这种剪切设备，包括有两个对称设置的剪刀架(1)，剪刀架(1)包括有手持部(2)和剪切部(4)，所述两个剪刀架(1)的剪切部(4)的相对内侧为刀刃(7)，所述刀刃(7)的刃口上设有若干沿剪刀架(1)的长度方向伸展的凸起(5)，相邻的凸起(5)之间设有凹陷(6)；所述两个剪刀架(1)之间经一个松紧螺钉(3)活动连接。虽然具有防止病毒传染和剪切方便的效果，但是效率低，效果差，人工劳动强度大，容易人为感染脱毒苗。

为解决上述问题，本发明专利提供了一种基于机器视觉的激光切割脱毒苗茎的方法及其装置，该装置能够在无菌环境下作业，不仅减少了人的劳动强度，节省了大量人力开支，而且可以快速地提高脱毒苗的繁殖速率，是脱毒苗快速繁殖工厂化生产中一套经济实用的设备。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种基于机器视觉的激光切割脱毒苗茎的方法及其装置，本发明要解决的技术问题是：如何实现无菌环境下作业，快速高效稳定的进行脱毒苗茎的切割。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种基于机器视觉的激光切割脱毒苗茎装置，包括工控机、对射型光电开关、激光切割机构、图像采集模块、输送机和芽苗收集机构，所述工控机上设有与之电性连接的数据采集卡，激光切割机构设置在输送机的上方，输送机上的链板式传送带的内侧设有缝隙遮挡带，对射型光电开关设置在激光切割机构外侧，图像采集模块设置在链板式传送带的侧端，芽苗收集机构设置在输送机的输出端。

本发明的工作原理：工作人员将脱毒苗从培养基中逐个取出，再依次将其放置在链板式传送带的一片链板上，其中脱毒苗放置的方向与链板式传送带的输送方向垂直，链板式传送带间歇输送，对射型光电开关与数据采集卡配合，图像采集模块进行照射拍照，将信息输送至工控机，经过工控机分析数据，得到脱毒苗相邻两个芽眼的中点，得出这个中点之后，按照此中点即可得出切割路径；

工控机将切割路径信息传输至激光切割机构，激光切割机构依次将脱毒苗在链板式传送带上进行切割，切割为若干含有一个芽眼的苗茎，然后通过芽苗收集机构收集，便于后续扩繁。