一种基于图像处理的砧木叶展方向识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像处理的砧木叶展方向识别方法，涉及图像识别技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：步骤S1：旋转砧木，拍摄不同角度的子叶照片；步骤S2：记录下每次旋转砧木的角度数值；步骤S3：获取砧木在图像观测方向上子叶的投影长度；步骤S4：建立计算公式，求解得出砧木的叶展方向。本发明专利技术通过在旋转过程中由数字图像信息的拍摄分析图像信息中叶展的投影长度，建立投影长度与旋转角度之间的位置关系来计算得出初始角度，跟根据叶展角度将砧木旋转到需要切割的位置，自动旋转到最佳的切割位置，提高嫁接后砧木的成活率，降低嫁接成本。降低嫁接成本。降低嫁接成本。

A recognition method of rootstock leaf spread direction based on image processing

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的砧木叶展方向识别方法


[0001]本专利技术属于图像识别
，特别是涉及一种基于图像处理的砧木叶展方向识别方法。

技术介绍

[0002]目前上料模块有全自动上料与手动上料两种方式。
[0003]全自动上料方式目前的设备是采用成品机械手分别对砧木以及穗苗进行上料，其缺点是目前采用成品机械手动作的速度慢，不能满足嫁接速度要求，其次，采用的成品机械手成本太高。
[0004]手动上料方式在便捷性以及苗的适配性存在优劣好坏之分。
[0005]韩国设备需要手动上料到两个穗苗夹缝中，存在上料的定位要求，而且在取料机械手到达前，操作人员不能离手，还有一个缺点就是砧木苗上料的子叶方向需要上料人员调整到需要的方向，设备本身不能调整子叶的切割方向。
[0006]荷兰的砧木上料是使用穴盘批量上料，但是其嫁接方式为平接法，嫁接方式本身不好。
[0007]由于上料方式与设备随后的操作密切相关，上料方式影响后面的设备操作能力，为此好的上料方式具有重要的意义。
[0008]本申请文件针对上料便捷，可以满足瓜科类以及茄科类嫁接对象为设计目标，同时采用贴接法，而不是采用平接法进行嫁接，为了实现瓜科类植株贴接嫁接的要求，提高嫁接成活率，需要实现正确的斜切割位置，由此必须实现正确叶展方向的识别。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种基于图像处理的砧木叶展方向识别方法，通过在旋转过程中由数字图像信息的拍摄分析图像信息中叶展的投影长度，建立投影长度与旋转角度之间的位置关系来计算得出初始角度，跟根据叶展角度将砧木旋转到需要切割的位置，解决了现有的砧木嫁接时切割角度不准确、耗费大量人工、嫁接后成活率低的问题。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0011]本专利技术为一种基于图像处理的砧木叶展方向识别方法，包括如下步骤：
[0012]步骤S1：旋转砧木，拍摄不同角度的子叶照片；
[0013]步骤S2：记录下每次旋转砧木的角度数值；
[0014]步骤S3：获取砧木在图像观测方向上子叶的投影长度；
[0015]步骤S4：建立计算公式，求解得出砧木的叶展方向；
[0016]其中，步骤S4中，建立计算公式如下：
[0017][0018]式中，L表示叶展长度，b表示初始角度，A1表示在b角度下叶展长度在视野观测方向上的投影长度；c表示每次旋转的调度，A2表示b+c角度下叶展长度在视野观测方向上的投影长度；公式中A1、A2为图像分析得出的数据，c为系统控制每次旋转的角度，求解公式得到叶展长度L和初始角度 b；b即为砧木的叶展方向。
[0019]作为一种优选的技术方案，砧木叶展方向识别所使用装置包括机械夹、砧木切削器、图像采集装置、投影板和贴接装置；
[0020]所述机械夹内设置有转动装置；所述机械夹两侧安装有砧木传感器，当砧木传感器检测到机械夹内放置有砧木时，系统控制机械夹对砧木进行夹持，并将机械夹移动到图像采集装置正前方；
[0021]所述图像采集装置内置有成像光源；所述成像光源照射砧木，并将砧木投影投射至投影板；所述图像采集装置对投影板上的投影进行图像采集；
[0022]所述砧木切削器倾斜设置在图像采集装置的正下方，且砧木切削器的刀口正对砧木；
[0023]所述贴接装置用于将两切口吻合的砧木贴接在一起；所述砧木下方设置有嫁接砧木输送带。
[0024]作为一种优选的技术方案，转动装置用于控制砧木的转动角度，用于给图像采集装置提供不同角度的砧木子叶照片。
[0025]作为一种优选的技术方案，转动装置用于控制砧木的转动角度，用于给图像采集装置提供不同角度的砧木子叶照片。
[0026]作为一种优选的技术方案，机械夹、砧木切削器和贴接装置上都安装有推运气缸。
[0027]作为一种优选的技术方案，所述步骤S1中，在旋转拍摄的过程中，砧木转动角度通过系统进行控制。
[0028]作为一种优选的技术方案，所述步骤S3中，获取砧木在图像观测方向上子叶的投影长度，具体步骤如下：
[0029]步骤S31：将拍摄不同角度的子叶照片灰度化后，进行二值化处理；
[0030]步骤S32：以子叶投影的一端作为坐标轴原点，建立二维直角坐标轴；
[0031]步骤S33：计算出水平投影即每行像素和I
x
以及竖直投影即每列行数和 I
y
；
[0032]步骤S34：根据子叶的宽度设置宽度阈值T
h
；
[0033]步骤S35：当每行或每列的像素和超过宽度阈值时，将I
x
或I
y
值赋值为 1；
[0034]步骤S36：计算水平方向和竖直方向中连续1的个数，即分别对应水平方向上子叶的投影长度d
x
和竖直方向上子叶的投影长度d
y
。
[0035]作为一种优选的技术方案，所述步骤S31中，在对子叶图像进行二值化处理时，当实际子叶图的背景像素值大于子叶像素值时，则用于模板子叶图与实际子叶图进行对应像素相减；当实际子叶图中的背景像素值小于子叶像素时；则用实际子叶图减去模板子叶图的对应像素；当相减后的值小于0，则将该值赋为0；分别计算每个模板图相减运算后的像素和，将像素和最大的结果作为检测子叶图，并将该图进行二值化处理。
[0036]作为一种优选的技术方案，所述步骤S4之后，根据解得的砧木的叶展方向，并根据叶展方向将砧木旋转到需要切割的位置。
[0037]本专利技术具有以下有益效果：
[0038]本专利技术通过在旋转过程中由数字图像信息的拍摄分析图像信息中叶展的投影长度，建立投影长度与旋转角度之间的位置关系来计算得出初始角度，跟根据叶展角度将砧木旋转到需要切割的位置，自动旋转到最佳的切割位置，提高嫁接后砧木的成活率，降低嫁接成本。
[0039]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1为本专利技术的一种基于图像处理的砧木叶展方向识别方法步骤图；
[0042]图2为计算砧木叶展方向的示意图；
[0043]图3为砧木叶展方向识别装置示意图。
具体实施方式
[0044]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0045]请参阅图1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的砧木叶展方向识别方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：旋转砧木，拍摄不同角度的子叶照片；步骤S2：记录下每次旋转砧木的角度数值；步骤S3：获取砧木在图像观测方向上子叶的投影长度；步骤S4：建立计算公式，求解得出砧木的叶展方向；其中，步骤S4中，建立计算公式如下：式中，L表示叶展长度，b表示初始角度，A1表示在b角度下叶展长度在视野观测方向上的投影长度；c表示每次旋转的调度，A2表示b+c角度下叶展长度在视野观测方向上的投影长度；公式中A1、A2为图像分析得出的数据，c为系统控制每次旋转的角度，求解公式得到叶展长度L和初始角度b；b即为砧木的叶展方向。2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的砧木叶展方向识别方法，其特征在于，所述砧木叶展方向识别所使用装置包括机械夹(1)、砧木切削器(2)、图像采集装置(3)、投影板(4)和贴接装置(5)；所述机械夹(1)内设置有转动装置(101)；所述机械夹(1)两侧安装有砧木传感器，当砧木传感器检测到机械夹(1)内放置有砧木(6)时，系统控制机械夹(1)对砧木(6)进行夹持，并将机械夹(1)移动到图像采集装置(3)正前方；所述图像采集装置(3)内置有成像光源；所述成像光源照射砧木(6)，并将砧木(6)投影投射至投影板(4)；所述图像采集装置(3)对投影板(4)上的投影进行图像采集；所述砧木切削器(2)倾斜设置在图像采集装置(3)的正下方，且砧木切削器(2)的刀口正对砧木(6)；所述贴接装置(5)用于将两切口吻合的砧木(6)贴接在一起。3.根据权利要求2所述的一种基于图像处理的砧木叶展方向识别方法，其特征在于，所述转动装置(101)用于控制砧木(6)的转动角度，用于给图像采集装置(3)提供不同角度的砧木(6)子叶照片。4.根据权利要求2所述的一种基于图像处理的砧木叶展方向识别方法，其特征在于，所述机械夹(1)、砧木切削器(2)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：林茂先，陈宏江，蔡奎，
申请(专利权)人：合肥佳富特机器人科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：