一種基于機器視覺的穴盤苗盤上檢測方法研究.pdf

1、嫁接技術(shù)是設(shè)施農(nóng)業(yè)中克服連作病害的最有效方法。在嫁接過程中，砧木和接穗的苗徑尺寸匹配程度對嫁接苗的成活率有直接影響。因此，本文通過雙目視覺測量的手段，實現(xiàn)一種在穴盤上直接自動測量嫁接苗的苗徑和子葉參數(shù)的方法，為砧木和接穗的自動匹配提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　本文研究的工作主要有幾個方面：
　　1、穴盤苗模型研究。研究穴盤苗的直徑和高度之間的關(guān)系模型和苗莖橢圓方向和子葉方向之間的關(guān)系模型。實現(xiàn)了苗莖測量系統(tǒng)、子葉測量系統(tǒng)和雙目定位系統(tǒng)

2、，利用雙目視覺技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的實時測量，通過實驗數(shù)據(jù)驗證這兩種關(guān)系模型的合理性。實驗表明西葫蘆秧苗在子葉方向偏差61.23°-64.65°處是苗徑值的短軸，在子葉方向偏差151°-152.241°處是苗莖的長軸，苗徑從根部到莖梢總體呈下降趨勢，部分出現(xiàn)中間較粗的情況，穴盤苗的直徑和高度之間無確定關(guān)系。
　　2、子葉分離方法研究。本文在課題前人利用輪廓深度信息進(jìn)行子葉分離研究的基礎(chǔ)上，采用Freeman鏈碼對子葉輪廓進(jìn)行編碼，計

3、算與等距前繼點與后繼點連線中點的歐氏距離，獲取候選拐點集合。研究候選拐點的匹配方法和雙向搜索策略對拐點匹配精度的提升，本文實驗中44個候選拐點使用單向搜索算法誤匹配對數(shù)為5，使用雙向搜索算法誤匹配所有候選拐點都得到正確匹配。結(jié)合三維深度檢測方法，對匹配拐點附近1/8輪廓鏈進(jìn)行三維坐標(biāo)測量，對存在高差突變的拐點進(jìn)行二次分離，進(jìn)一步提高子葉分離正確率。
　　3、盤上檢測方法研究。設(shè)計多列相機并行盤上測量裝置，提出穴盤苗盤上測量方法，對

4、流過測量區(qū)域的嫁接苗進(jìn)行連續(xù)采集測量，并給出測量處苗徑短軸估算方法。利用盤上獲取的拐點和子葉方向研究生長點位置，對生長點進(jìn)行左右視覺的特征點匹配，獲取生長點深度信息。
　　4、檢測樣機的初步研制。討論樣機的初步設(shè)計和電機、控制卡、滑臺等部件的選型及連接，搭建樣機實驗平臺，研究基于視覺的電機控制，編寫測量軟件，開展測量實驗，對100組子葉展角大于120°、苗莖保持直立的西瓜嫁接苗的實驗表明，測量裝置執(zhí)行率為89％，與人工測量比對，苗