一種通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法及裝置,所述方法包括步驟:S1)裝置內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì);S2)獲取裝置內(nèi)部的圖像信息;S3)快速方向判別,將S2)中獲得的原始圖像信息進(jìn)行二值化處理,取得翻轉(zhuǎn)托盤區(qū)域圖像信息,根據(jù)目標(biāo)快速識(shí)別算法快速判斷出種子的方向。本發(fā)明的裝置環(huán)境設(shè)計(jì)方法能夠清楚快速的提取裝置內(nèi)部的圖像,本發(fā)明采用的二值化處理及目標(biāo)快速算法,能夠方便快速的判斷出種子的方向。
【專利說明】
一種通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前一部分種子播種機(jī)械具有種子方向識(shí)別和自動(dòng)調(diào)頭的功能,種子方向識(shí)別是通過圖像采集識(shí)別的方式實(shí)現(xiàn),但是在種子方向識(shí)別的方法設(shè)計(jì)上存在大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算,處理速度上相對(duì)較慢,也導(dǎo)致播種效率不能提升。并且設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,需要采用性能較高的微處理器進(jìn)行處理和專用DSP采集圖像,導(dǎo)致設(shè)備整體價(jià)格偏高,種子方向識(shí)別設(shè)備對(duì)外部光線的干擾非常敏感,封閉環(huán)境的控制導(dǎo)致設(shè)備成本提高,并且識(shí)別率差,實(shí)用性不高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]基于現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明目的之一在于提供一種通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法,該方法通過簡(jiǎn)便的裝置設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)單的圖像采集處理及簡(jiǎn)便的算法就能實(shí)現(xiàn)種子方向的識(shí)別,本發(fā)明的另一目的在于提供應(yīng)用該方法識(shí)別種子方向的裝置,內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì)便于圖像采集和分辨,且利用低速處理器就可實(shí)現(xiàn)圖像處理。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法,所述方法包括以下步驟:
51)裝置內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì):
設(shè)計(jì)殼體,將殼體底部設(shè)計(jì)含有種子通過的漏口,殼體內(nèi)表面設(shè)計(jì)含有不反光或反光率較低的白色層;
設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)托盤,翻轉(zhuǎn)托盤的形狀設(shè)為四周高于中心且前后兩邊高于左右兩邊的半月細(xì)長(zhǎng)型,翻轉(zhuǎn)托盤的上表面設(shè)為含有黑色層,將設(shè)計(jì)制作好的翻轉(zhuǎn)托盤置于殼體內(nèi);
在殼體內(nèi)設(shè)計(jì)安裝圖像獲取裝置;
設(shè)計(jì)控制翻轉(zhuǎn)托盤和圖像獲取裝置動(dòng)作的控制器;
52)利用SI)中的圖像獲取裝置獲取內(nèi)部的圖像信息;
53)快速方向判別,將S2)中獲得的原始圖像信息進(jìn)行二值化處理,取得翻轉(zhuǎn)托盤區(qū)域圖像信息,根據(jù)目標(biāo)快速識(shí)別算法快速判斷出種子的方向。
[0005]所述SI)中還包括在殼體內(nèi)設(shè)計(jì)安裝用于監(jiān)測(cè)翻轉(zhuǎn)托盤位置的紅外對(duì)射管。
[0006]所述S2)中獲取裝置內(nèi)部的圖像信息的方法為:通過圖像獲取裝置CMOS圖像傳感器直接獲取裝置內(nèi)部環(huán)境信息。
[0007]所述S3)中目標(biāo)快速識(shí)別算法為:翻轉(zhuǎn)托盤范圍確定后,在翻轉(zhuǎn)托盤內(nèi)提取種子輪廓的方形區(qū)域,將該區(qū)域偶等分,對(duì)被分區(qū)域中白色圖案的截面進(jìn)行比較,找出最小的截面所在的被分區(qū)域,截面最小的被分區(qū)域就是種子的尾部所在區(qū)域。
[0008]所述將種子輪廓的方形區(qū)域偶等分為四等分。
[0009]所述SI)中裝置內(nèi)部環(huán)境設(shè)置還包括裝置內(nèi)部采用白色照明補(bǔ)光。
[0010]—種通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的裝置,所述裝置包括殼體、殼體內(nèi)部的翻轉(zhuǎn)托盤、殼體內(nèi)部的COMS圖像傳感器和控制翻轉(zhuǎn)托盤及COMS圖像傳感器動(dòng)作的控制器;殼體底部含有種子漏口,殼體內(nèi)表面含有不反光或反光率較低的白色層,所述翻轉(zhuǎn)托盤為四周高于中心且前后兩邊高于左右兩邊的半月細(xì)長(zhǎng)型,且所述翻轉(zhuǎn)托盤的上表面含有黑色層。
[0011]所述控制器包括嵌入式微處理器,所述嵌入式微處理器通過連接有電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的電機(jī)與翻轉(zhuǎn)托盤連接,所述嵌入式微處理器還直接連接COMS圖像傳感器。
[0012]所述的微處理器還連接有紅外發(fā)射管和紅外接收管。
[0013]本發(fā)明帶來的有益效果有:本發(fā)明的裝置內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì)方法能夠清楚快速的提取裝置內(nèi)部的圖像,采用的二值化處理及目標(biāo)快速算法,能夠方便快速的判斷出種子的方向。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例設(shè)計(jì)出的裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例設(shè)計(jì)的托盤結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例的托盤區(qū)域二值化后的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例的托盤區(qū)域目標(biāo)識(shí)別示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單說明。顯然,所描述的附圖只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例,而不是全部實(shí)施例,本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得的其他設(shè)計(jì)方案和附圖。
[0016]—種通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法,包括以下步驟:
SI)裝置內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì):
設(shè)計(jì)殼體,將殼體底部設(shè)計(jì)含有種子通過的漏口,殼體內(nèi)表面設(shè)計(jì)含有不反光或反光率較低的白色層;
設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)托盤,翻轉(zhuǎn)托盤的形狀設(shè)為四周高于中心且前后兩邊高于左右兩邊的半月細(xì)長(zhǎng)型,翻轉(zhuǎn)托盤的上表面設(shè)為含有黑色層,將設(shè)計(jì)制作好的翻轉(zhuǎn)托盤置于殼體內(nèi),圖1為一翻轉(zhuǎn)托盤結(jié)構(gòu)示意圖,翻轉(zhuǎn)托盤設(shè)計(jì),翻轉(zhuǎn)托盤2用于盛放種子3,將翻轉(zhuǎn)托盤的形狀設(shè)計(jì)為四周高于中心且前后兩邊高于左右兩邊的半月細(xì)長(zhǎng)型,以便種子落入翻轉(zhuǎn)托盤只能有左右兩個(gè)方向,且翻轉(zhuǎn)托盤的上表面含有黑色層;
在殼體內(nèi)設(shè)計(jì)安裝圖像獲取裝置;
設(shè)計(jì)控制翻轉(zhuǎn)托盤和圖像獲取裝置動(dòng)作的控制器;
圖2所示為設(shè)計(jì)好的裝置內(nèi)部環(huán)境結(jié)構(gòu)示意圖,包括殼體1、殼體內(nèi)部的翻轉(zhuǎn)托盤2、殼體內(nèi)部的COMS圖像傳感器4和控制翻轉(zhuǎn)托盤2及COMS圖像傳感器4動(dòng)作的控制器3;殼體I底部含有種子漏口 11,殼體I內(nèi)表面含有不反光或反光率較低的白色層,所述翻轉(zhuǎn)托盤2為四周高于中心且前后兩邊高于左右兩邊的半月細(xì)長(zhǎng)型,托盤在設(shè)計(jì)上保證了種子落入托盤后,頭尾方向只在左、右兩個(gè)方向,托盤的上表面為黑色面或含有黑色層,在殼體內(nèi)還設(shè)計(jì)安裝有用于監(jiān)測(cè)翻轉(zhuǎn)托盤位置的紅外發(fā)射管和紅外接收管5,控制托盤旋轉(zhuǎn)的角度,當(dāng)托盤水平時(shí),紅外發(fā)射管和紅外接收管正好實(shí)現(xiàn)對(duì)射,控制器得到信號(hào),停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣能確保在翻轉(zhuǎn)后實(shí)現(xiàn)水平停止,便于接受下一種子。
[0017]S2)利用SI)中的COMS圖像傳感器獲取內(nèi)部的圖像信息,方法為:通過裝置內(nèi)部的CMOS圖像傳感器直接獲取裝置內(nèi)部環(huán)境信息,CMOS圖像傳感器型號(hào)為0V7725,嵌入式微處理器直接讀取CMOS圖像傳感器原始數(shù)據(jù),減少數(shù)據(jù)處理花費(fèi)的時(shí)間,并且采用的CMOS圖像傳感器的分辨率較低,30萬像素足夠,減少采集的數(shù)據(jù),提高采集的速度和后續(xù)處理的速度,同時(shí)還降低了成本。
[0018]S3)快速方向判別,將S2)中獲得的原始圖像信息進(jìn)行二值化處理,取得翻轉(zhuǎn)托盤區(qū)域圖像信息,如圖3所示,二值化后的數(shù)據(jù)運(yùn)算量大大減少,普通的微處理器就能滿足需要,根據(jù)目標(biāo)快速識(shí)別算法快速判斷出種子的方向。
[0019]S3)中目標(biāo)快速識(shí)別算法為:翻轉(zhuǎn)托盤范圍確定后,在翻轉(zhuǎn)托盤內(nèi)提取種子輪廓的方形區(qū)域6,將該區(qū)域偶等分,對(duì)被分區(qū)域中白色圖案的截面進(jìn)行比較,找出最小的截面所在的被分區(qū)域,截面最小7的被分區(qū)域就是種子的尾部所在區(qū)域。
[0020]如圖4所示,本實(shí)施例的種子取用大蒜,將大蒜輪廓的方形區(qū)域偶等分為按“田”字四等分,對(duì)找出的四個(gè)被分區(qū)域的白色截面進(jìn)行比較,截面最小的那個(gè)就是大蒜的尾部,在左邊部分,那么尾部就朝向左邊,在右邊部分,那么尾部就朝向右邊,因此不用進(jìn)行大量的運(yùn)算和變化就很容易快速判斷出大蒜的方向,具備對(duì)處理器要求不高,判別速度快速的特點(diǎn)。
[0021]SI)中裝置內(nèi)部環(huán)境設(shè)置還包括裝置內(nèi)部采用白色照明補(bǔ)光,實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置內(nèi)部圖像的補(bǔ)光,如果裝置內(nèi)部光線足夠,補(bǔ)光燈可熄滅,補(bǔ)光燈的設(shè)置是為了優(yōu)化裝置內(nèi)部環(huán)境,當(dāng)然也可采用其他的形式讓裝置內(nèi)部的光線滿足需要。
[0022]如圖2所示,根據(jù)上述方法設(shè)計(jì)制作并應(yīng)用在該方法中的一種通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的裝置,包括殼體、殼體內(nèi)部的翻轉(zhuǎn)托盤、殼體內(nèi)部的COMS圖像傳感器和控制翻轉(zhuǎn)托盤及COMS圖像傳感器動(dòng)作的控制器;殼體底部含有種子漏口,殼體內(nèi)表面含有不反光或反光率較低的白色層,翻轉(zhuǎn)托盤為四周高于中心且前后兩邊高于左右兩邊的半月細(xì)長(zhǎng)型,且翻轉(zhuǎn)托盤的上表面含有黑色層。
[0023]控制器包括嵌入式微處理器,嵌入式微處理器采用型號(hào)為EP4CE10E144的處理器。嵌入式微處理器通過連接有電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的電機(jī)與翻轉(zhuǎn)托盤連接,本實(shí)施例采用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片型號(hào)為L(zhǎng)V8727,嵌入式微處理器還直接連接COMS圖像傳感器。
[0024]微處理器還連接有紅外發(fā)射管和紅外接收管。
[0025]需要說明的是,以上所述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式,只要其以相同的手段達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果,都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法,其特征在于所述方法包括以下步驟: 51)裝置內(nèi)部環(huán)境設(shè)計(jì): 設(shè)計(jì)殼體,將殼體底部設(shè)計(jì)含有種子通過的漏口,殼體內(nèi)表面設(shè)計(jì)含有不反光或反光率較低的白色層; 設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)托盤,翻轉(zhuǎn)托盤的形狀設(shè)為四周高于中心且前后兩邊高于左右兩邊的半月細(xì)長(zhǎng)型,翻轉(zhuǎn)托盤的上表面設(shè)為含有黑色層,將設(shè)計(jì)制作好的翻轉(zhuǎn)托盤置于殼體內(nèi); 在殼體內(nèi)設(shè)計(jì)安裝圖像獲取裝置; 設(shè)計(jì)控制翻轉(zhuǎn)托盤和圖像獲取裝置動(dòng)作的控制器,所述翻轉(zhuǎn)托盤通過翻轉(zhuǎn)托盤驅(qū)動(dòng)裝置與控制器連接在一起; 52)利用SI)中的圖像獲取裝置獲取內(nèi)部的圖像信息; 53)快速方向判別,將S2)中獲得的原始圖像信息進(jìn)行二值化處理,取得翻轉(zhuǎn)托盤區(qū)域圖像信息,根據(jù)目標(biāo)快速識(shí)別算法快速判斷出種子的方向。2.如權(quán)利要求1所述的通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法,其特征在于所述SI)中還包括在殼體內(nèi)設(shè)計(jì)安裝用于監(jiān)測(cè)翻轉(zhuǎn)托盤位置的紅外發(fā)射管和紅外接收管。3.如權(quán)利要求1所述的通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法,其特征在于:所述S2)中獲取裝置內(nèi)部的圖像信息的方法為:通過圖像獲取裝置CMOS圖像傳感器直接獲取裝置內(nèi)部環(huán)境信息。4.如權(quán)利要求1所述的通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法,其特征在于:所述S3)中目標(biāo)快速識(shí)別算法為:翻轉(zhuǎn)托盤范圍確定后,在翻轉(zhuǎn)托盤內(nèi)提取種子輪廓的方形區(qū)域,將該區(qū)域偶等分,對(duì)被分區(qū)域中白色圖案的截面進(jìn)行比較,找出最小的截面所在的被分區(qū)域,截面最小的被分區(qū)域就是種子的尾部所在區(qū)域。5.如權(quán)利要求4所述的通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法,其特征在于:所述將種子輪廓的方形區(qū)域偶等分為四等分。6.如權(quán)利要求1所述的通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的方法,其特征在于:所述SI)中裝置內(nèi)部環(huán)境設(shè)置還包括裝置內(nèi)部采用白色照明補(bǔ)光。7.—種通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的裝置,其特征在于:所述裝置包括殼體、殼體內(nèi)部的翻轉(zhuǎn)托盤、殼體內(nèi)部的COMS圖像傳感器和控制翻轉(zhuǎn)托盤及COMS圖像傳感器動(dòng)作的控制器;殼體底部含有種子漏口,殼體內(nèi)表面含有不反光或反光率較低的白色層,所述翻轉(zhuǎn)托盤為四周高于中心且前后兩邊高于左右兩邊的半月細(xì)長(zhǎng)型,且所述翻轉(zhuǎn)托盤的上表面含有黑色層。8.如權(quán)利要求7所述的通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的裝置,其特征在于:所述控制器包括嵌入式微處理器,所述嵌入式微處理器通過連接有電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的電機(jī)與翻轉(zhuǎn)托盤連接,所述嵌入式微處理器還直接連接COMS圖像傳感器。9.如權(quán)利要求8所述的通過圖像采集實(shí)現(xiàn)種子方向識(shí)別的裝置,其特征在于:所述的微處理器還連接有紅外發(fā)射管和紅外接收管。
【文檔編號(hào)】A01C7/18GK105917818SQ201610316290
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】趙希軍, 張留全, 李毅, 鄭韻秋
【申請(qǐng)人】珠海南方集成電路設(shè)計(jì)服務(wù)中心