一种基于计算机视觉的排种检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于计算机视觉的排种检测系统，属于排种检测技术领域。包括导种管、摄像装置、图像采集卡、处理器、PCI接口、显示器、警示器；导种管包括入口端与出口端，导种管的内壁两侧设有相对的摄像装置，摄像装置的输出端与图像采集卡的输入端连接，图像采集卡的输出端与处理器的输入端连接，处理器的输出端分别与PCI接口的输入端、警示器的输入端连接，PCI接口的输出端与显示器的输入端连接。本实用新型专利技术具有检测的低成本、检测精度较高、结构简单、实用性强、性价比高等优点。

A Kind of Seeding Detection System Based on Computer Vision

The utility model relates to a seeding detection system based on computer vision, which belongs to the technical field of seeding detection. It includes seed guide tube, camera device, image acquisition card, processor, PCI interface, display and warning device; seed guide tube includes entrance end and exit end, the inner wall of seed guide tube is equipped with relative camera device, the output end of camera device is connected with the input end of image acquisition card, the output end of image acquisition card is connected with the input end of processor, and the output end of processor is connected with PCI respectively. The input end of the interface is connected with the input end of the alarm, and the output end of the PCI interface is connected with the input end of the display. The utility model has the advantages of low cost, high detection accuracy, simple structure, strong practicability and high cost performance ratio.

【技术实现步骤摘要】
一种基于计算机视觉的排种检测系统
本技术涉及一种基于计算机视觉的排种检测系统，属于排种检测

技术介绍
随着计算机技术的发展，图像分析方法也在排种性能检测中得到了应用，播种性能检测已从传统的光电检测向机器视觉检测方向发展。胡建平等设计了基于计算机图像处理技术和单片机控制技术的排种器实时监控系统，采用CCD摄像头实时监测排种器工作情况，并通过计算机图像处理分析统计排种精度，但该系统没有对播后种子数量进行分析与处理。齐龙等研究了基于机器视觉的超级稻秧盘育苗播种检测技术，采用CCD相机拍摄种子图像，通过图像处理和分析，有效识别种子的漏播、重播等问题，但该检测系统的检测精度较低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对没有对播后种子数量进行分析与处理以及检测精度较低等问题，提供一种基于计算机视觉的排种检测系统，具体由以下技术方案实现:所述基于计算机视觉的排种检测系统，包括导种管、摄像装置、图像采集卡、处理器、PCI接口、显示器、警示器；所述导种管包括入口端与出口端，所述导种管的内壁两侧设有相对的摄像装置，所述摄像装置的输出端与图像采集卡的输入端连接，所述图像采集卡的输出端与处理器的输入端连接，所述处理器的输出端分别与PCI接口的输入端、警示器的输入端连接，所述PCI接口的输出端与显示器的输入端连接。所述基于计算机视觉的排种检测系统的进一步设计在于，所述摄像装置为AVT相机，所述AVT相机的个数为两个。所述基于计算机视觉的排种检测系统的进一步设计在于，所述图像采集卡为FWBX2-PCIE1XE220型号的采集卡，所述FWBX2-PCIE1XE220型号的采集卡用于对摄像装置的摄像图像进行采集并通过串行通信将摄像图像传输至处理器。所述基于计算机视觉的排种检测系统的进一步设计在于，所述处理器包括依次连接的MATLAB图像处理器、STM32处理器；所述MATLAB图像处理器，用于对摄像图像进行处理后得到种子面积像素图像、种子面积像素值；所述种子面积像素图像通过PCI接口传输至显示器；所述种子面积像素值通过串行通信传输至STM32处理器；所述STM32处理器，用于分析处理种子面积像素值并与设定的阈值比较，根据比较结果通过串行通信驱动警示器。所述基于计算机视觉的排种检测系统的进一步设计在于，所述警示器包括蜂鸣报警器、LED灯光显示器；所述蜂鸣报警器用于声音报警；所述LED灯光显示器用于灯光警示。所述基于计算机视觉的排种检测系统的进一步设计在于，所述系统还包括设置在导种管入口端上方的光源，所述光源采用白色条形光源。本技术具有以下有益效果：本技术解决了以往精密播种机性能检测的高成本和不经济的缺点，以及以往的计算机视觉方法不能人机交互的缺点，本技术出现漏播、重播可以直接鸣叫及灯光报警，并且本技术所采用的计算机视觉的方法有着比较长的样本采样期，因此能据此获得大量的样本，避免了种子的浪费，能够清晰的记录排种的详细过程，能达到误差精度的要求。附图说明图1为本技术的检测系统结构图。图2为本技术的导种拍摄结构图。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1、图2所示，一种基于计算机视觉的排种检测系统，包括导种管、摄像装置、图像采集卡、处理器、PCI接口、显示器、警示器；导种管包括入口端与出口端，导种管的内壁两侧设有相对的摄像装置，摄像装置的输出端与图像采集卡的输入端连接，图像采集卡的输出端与处理器的输入端连接，处理器的输出端分别与PCI接口的输入端、警示器的输入端连接，PCI接口的输出端与显示器的输入端连接。摄像装置为AVT相机，AVT相机的个数为两个。图像采集卡为FWBX2-PCIE1XE220型号的采集卡，FWBX2-PCIE1XE220型号的采集卡用于对摄像装置的摄像图像进行采集并通过串行通信将摄像图像传输至处理器。处理器包括依次连接的MATLAB图像处理器、STM32处理器；MATLAB图像处理器，用于对摄像图像进行处理后得到种子面积像素图像、种子面积像素值；种子面积像素图像通过PCI接口传输至显示器；种子面积像素值通过串行通信传输至STM32处理器；STM32处理器，用于分析处理种子面积像素值并与设定的阈值比较，根据比较结果通过串行通信驱动警示器。警示器包括蜂鸣报警器、LED灯光显示器；蜂鸣报警器用于声音报警；LED灯光显示器用于灯光警示。系统还包括设置在导种管入口端上方的光源，该光源采用白色条形光源。本技术采用在导种管的中间插入两个相对着的AVT相机，帧率为9帧/s，分辨率为2452像素×2056像素，镜头焦距为12mm，精度为0.12mm/像素，光源采用白色条形光源，图像采集卡为FWBX2-PCIE1xE220，可同时进行2个AVT相机的图像采集与处理。试验对象为大白菜种子，样本数为400。导种管稳定工作后，开启两个AVT相机，拍摄一段时间内排种过程中种子运动状态。图像采集结束后，通过图像处理技术分析排种精度及均匀性。由于在图像采集和传输的过程中会受到各种各样的干扰，我们采集到的图像除了有用信号以外，还包含了一些随机的噪声。因此AVT相机采集的图像不能直接进行目标提取，为了消除噪声干扰，我们采用MATLAB编程，对图像进行了背景去除、滤波、锐化、二值化等处理。去除背景处理首先要采集一幅原始图像，不仅有种子目标，还包含了很多复杂的背景信息。为了消除背景信息的影响，在试验过程中，首先拍导种管的背景图像，然后将拍摄的原始图像与背景图像进行差分运算，处理后得到差分图像。滤波处理采用十字形中值滤波，可以去除背景噪声且最大限度地保留图像原始信息。锐化处理采用轮廓灰度规定化输出的形式来突出图像的轮廓。经过以上步骤的处理，种子本身的灰度值和背景灰度值相差并不大，为更加突出种子，对图像进行二值化处理，即通过设定某一阈值，使具有灰度级的图像变成两个灰度值的黑白图像，从而将目标物与背景分割开。经过图像处理器处理后得到种子面积像素图像、种子面积像素值。种子在排种过程中不但有重播和漏播的现象，还有种子破碎及种子重叠的现象，这些都对种子排种状态的判别带来困难。给种子的面积A确定一个正常范围，即Amin～Amax。因种子在图像中的直径为5像素左右，经试验验证，将种子面积范围定为15～30像素。当种子面积A小于等于Amin时，认为是破碎种子，认为是碎种，定为漏播；当A大于等于Amax时，认为种子重叠，定为重播；其余定为正常播种。警示器包括蜂鸣报警器、LED灯光显示器。当系统工作期间出现漏播时，驱动蜂鸣器鸣叫报警并且红色LED灯亮；若出现重播时，则蜂鸣器报警且黄色LED灯亮；若工作正常，蜂鸣器不报警且绿色LED灯亮。以上所述，仅是本技术的较佳实施例而已，并非对本技术作任何形式上的限制，虽然本技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的
技术实现思路
做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于计算机视觉的排种检测系统，其特征在于：包括导种管、摄像装置、图像采集卡、处理器、PCI接口、显示器、警示器；所述导种管包括入口端与出口端，所述导种管的内壁两侧设有相对的摄像装置，所述摄像装置的输出端与图像采集卡的输入端连接，所述图像采集卡的输出端与处理器的输入端连接，所述处理器的输出端分别与PCI接口的输入端、警示器的输入端连接，所述PCI接口的输出端与显示器的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机视觉的排种检测系统，其特征在于：包括导种管、摄像装置、图像采集卡、处理器、PCI接口、显示器、警示器；所述导种管包括入口端与出口端，所述导种管的内壁两侧设有相对的摄像装置，所述摄像装置的输出端与图像采集卡的输入端连接，所述图像采集卡的输出端与处理器的输入端连接，所述处理器的输出端分别与PCI接口的输入端、警示器的输入端连接，所述PCI接口的输出端与显示器的输入端连接。2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的排种检测系统，其特征在于：所述摄像装置为AVT相机，所述AVT相机的个数为两个。3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的排种检测系统，其特征在于：所述图像采集卡为FWBX2-PCIE1XE220型号的采集卡，所述FWBX2-PCIE1XE220型号的采集卡用于对摄像装置的摄像图像进行采集并将摄像图像通过串行通信传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，刘洋，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32