一种基于颜色和深度信息的穴盘苗长势无损监测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种基于颜色和深度信息的穴盘苗长势无损监测方法与装置，Kinect传感器获取穴盘苗彩色图像与深度图像，通过彩色图像超绿处理、联通处理后自动识别穴盘苗发芽率；通过彩色图像与深度图像配准，得到三维点云重建后获取的幼苗叶面积，利用形心坐标深度信息提取后获得幼苗株高，采用幼苗叶面积与株高的复合指标进行壮苗指数无损自动监测。本发明专利技术解决了穴盘苗发芽率无法自动识别、移栽穴盘苗时对穴盘苗健康判断方式过于简单，无法融合多项指标进行壮苗选择的问题；对于叶片伸展充分、无遮挡的幼龄秧苗测量精度较高，为进一步开发温室蔬菜穴盘秧苗发芽率及长势在线监测设备提供重要技术支撑。

A non-destructive monitoring method and device for seedling growth based on color and depth information

The invention proposes a non-destructive monitoring method and device for seedling growth based on color and depth information. Kinect sensor obtains color image and depth image of seedling, automatically recognizes seedling germination rate of seedling through color image Super-Green processing and connection processing, obtains leaf area of seedling obtained after three-dimensional point cloud reconstruction by registration of color image and depth image, and utilizes centroid. After extracting coordinate depth information, the seedling height was obtained. The seedling robust index was automatically monitored by the composite index of seedling leaf area and plant height. The invention solves the problem that the germination rate of potted tray seedlings can not be automatically identified, the health judgment method of potted tray seedlings is too simple to fuse multiple indicators to select strong seedlings, and the measurement accuracy of young seedlings with fully expanded leaves and no shelter is high, which provides important technical support for further development of on-line monitoring equipment for germination rate and growth of greenhouse vegetable potted tray seedlings. \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种基于颜色和深度信息的穴盘苗长势无损监测方法和装置
本专利技术属于视觉图像领域，特别涉及一种基于颜色和深度信息的穴盘苗长势无损监测方法与装置。
技术介绍
穴盘育苗是一种现代化育苗技术，具有出苗率高、整齐度好、移栽后缓苗期短、病虫害少、省工省时等优点，代表了育苗技术的发展方向，受到种植业者的欢迎。但是穴盘苗在发芽至移栽期间的监测目前研究较少，这块研究的缺失会直接导致后期移栽时采用不健康苗，进而导致后期作物死亡率高，蔬果产量低。目前的研究技术仅在移栽时判别穴盘里作物的存在与否，叶片大小是否达到移栽要求，没有幼苗健康状况的监测。目前，国内外穴盘苗移栽领域工作者进行了很多针对穴盘苗移栽时幼苗生长情况的专利技术研究。中国专利(CN201611253837.2)公开了一种用于作物穴盘苗CT扫描根系三维重构成像的育苗方法，该方法用作物穴盘苗的根系吸收CT造影剂，通过对断层图片进行阈值分割，将根系从育苗基质中分离出，生成完整性和清晰度较高的根系三维图像；该方法CT造影剂破坏了根系已有的生态环境，对幼苗造成了损伤。中国专利(CN201310446714.0)公开了一种穴盘苗检测系统和方法，根据图像采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于颜色和深度信息的穴盘苗长势无损监测方法，其特征在于，采集穴盘苗幼苗发芽后3‑5天中任意一天的彩色图像和深度图像，通过彩色图像处理获得每盘穴盘苗的发芽率；采集穴盘苗幼苗可移栽前的彩色图像与深度图像，通过彩色图像处理和深度信息提取，获取植株叶面积与株高，叶面积与株高之比即可表示该株幼苗的壮苗指数；每盘随机选择k株幼苗作为观测样本，将k株幼苗对应的叶面积与株高之比的和之后取平均后获取该穴盘幼苗的壮苗指数。

【技术特征摘要】
1.一种基于颜色和深度信息的穴盘苗长势无损监测方法，其特征在于，采集穴盘苗幼苗发芽后3-5天中任意一天的彩色图像和深度图像，通过彩色图像处理获得每盘穴盘苗的发芽率；采集穴盘苗幼苗可移栽前的彩色图像与深度图像，通过彩色图像处理和深度信息提取，获取植株叶面积与株高，叶面积与株高之比即可表示该株幼苗的壮苗指数；每盘随机选择k株幼苗作为观测样本，将k株幼苗对应的叶面积与株高之比的和之后取平均后获取该穴盘幼苗的壮苗指数。2.根据权利要求1所述的一种基于颜色和深度信息的穴盘苗长势无损监测方法，其特征在于，所述彩色图像和深度图像由Kinect传感器采集。3.根据权利要求1或2所述的一种基于颜色和深度信息的穴盘苗长势无损监测方法，其特征在于，通过彩色图像处理获得每盘穴盘苗的发芽率的具体过程为：将彩色图像进行超绿灰度化后获取灰度图，采用大率算法进行全局灰度阈值分割后获取最佳阈值，根据最佳阈值将灰度图转换为二值图，采用4联通准则导出目标区域个数即为每盘穴盘苗的发芽个数，发芽个数与穴盘格数之比为发芽率。4.根据权利要求1所述的一种基于颜色和深度信息的穴盘苗长势无损监测方法，其特征在于，幼苗可移栽前的彩色图像灰度化，采用大率算法进行阈值分割后获取最佳阈值，根据最佳阈值将灰度图转换为二值图，采用单连通区域统计法对二值图像去燥，获取目标单连通区域为O。5.根据权利要求1或4所述的一种基于颜色和深度信息的穴盘苗长势无损监测方法，其特征在于，对目标单连通区域O进行最小外接矩形法统计，获得形心像素点信息，将该形心像素点信息映射到对应的深度图像，获得该形心坐标下的深度信息，该深度信息可表示Kinect传感器与形心的距离x1，则该株幼苗株高h为：h＝x3-x1-x2，其中x2为穴盘高度，常数x3为Kinect传感器距离穴盘底面的高度。6.根据权利要求5所述的一种基于颜色和深度信息的穴盘苗长...

【专利技术属性】
技术研发人员：王纪章，顾容榕，孙旭东，周静，李萍萍，袁俊杰，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32