【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农业机械自动化领域，尤其涉及一种穴盘苗剔补系统和控制方法。
技术介绍
1、我国设施内蔬菜种植的面积、产量与产值在农业生产中的比重不断提升，温室种植时大多采用对穴盘育苗后进行机械化移栽的方法，而在工厂化育苗时，整盘穴盘苗不能保证均为健康的、可供后续培育的苗，所以在移栽作业前，需要进行穴盘苗健康状况的判断，对非健康苗穴孔进行剔补苗作业，保证后续机械化移栽中的穴盘均为健康苗且不缺苗，提高移栽质量和工作效率。
2、目前，我国穴盘苗的剔补移栽作业主要依靠人工完成，存在作业劳动强度大，机械化程度低，综合经济效益不显著等问题，因此开展剔补苗机械化作业研究对提高工作效率、降低穴盘苗损伤率、提高移栽质量具有重要意义，现有技术中，有关剔补苗机械的研究大多为串联机器或者龙门架式三坐标机器，此类机器结构尺寸相对较大，限制了工作性能，且价格昂贵很难在国内进行推广，采用机械臂式的机器本体结构复杂、重量大、机型较老，控制繁琐，且在实际作业过程中，由于大多数剔补苗机械不具备配套的视觉系统，缺少穴盘苗健康状态及位置信息，对工厂化育苗后的移栽作业带来极大不便，目前对穴盘苗提取的图像特征仅限于叶片面积、颜色等信息，这种通过叶片识别判断健康状态的方法由于相邻叶片互相干扰导致获取的图像有交叠部分，需要额外进行图像处理，大大增加工作量和工作难度，现有技术提出的一种基于黄瓜叶片症状图像处理的黄瓜病害识别方法由于提取的图像成分复杂、黄瓜病叶上的病斑排列无规则、颜色深浅不一，处理过程较复杂且需训练大量模板数据库，识别精度不高；现有技术的另一篇基于图像处
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本专利技术提出了一种穴盘苗剔补系统和控制方法，通过拨苗机构将目标穴盘的幼苗叶片拨开，视觉采集机构拍摄穴盘苗的茎秆后传输至控制机构，控制机构处理得到穴盘苗的健康状况和所需剔补的苗在目标穴盘上的位置，控制并联机构按照规划路径对目标穴盘进行剔补苗作业，提高识别精度，计算量小，使图像处理更方便，自动化程度高、提高了剔补效率。
2、本专利技术首次提出了一种通过茎秆识别判断健康状态的方法，控制机构将茎秆图像处理得到茎秆轮廓，并计算出轮廓周长值，将轮廓周长值与预设值进行对比从而判断对应穴盘苗的健康状况，有效解决了现有技术通过叶片识别判断健康状态的方法由于相邻叶片互相干扰导致获取的图像有交叠部分，需要额外进行图像处理，大大增加工作量和工作难度的技术问题。
3、注意，这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
4、本专利技术的技术方案是：
5、一种盘苗剔补系统，包括并联机构、穴盘输送机构、拨苗机构、视觉采集机构、机架和控制机构；
6、所述控制机构分别与并联机构、穴盘输送机构、视觉采集机构连接，并联机构安装在机架上，穴盘输送机构安装在机架上、且位于并联机构下方，拨苗机构安装在穴盘输送机构上，穴盘输送机构上放置有目标穴盘和供苗穴盘，视觉采集机构用于拍摄目标穴盘上穴盘苗的茎秆图像后传输至控制机构；
7、所述控制机构控制穴盘输送机构将目标穴盘输送，位置检测传感器检测到穴盘输送机构上的目标穴盘到达预设位置时，控制机构控制穴盘输送机构停止输送，目标穴盘经拨苗机构拨苗从而露出每排穴盘苗的茎秆，视觉采集机构拍摄穴盘苗的茎秆图像后传输至控制机构，控制机构处理得到穴盘苗的健康状况和所需剔补的苗在目标穴盘上的位置，控制并联机构对目标穴盘进行剔补苗作业。
8、上述方案中，所述控制机构将茎秆图像处理得到穴盘苗茎秆轮廓和缺苗情况，并计算出穴盘苗茎秆轮廓周长值，将轮廓周长值与预设值进行对比从而判断对应穴盘苗的健康状况，并将需要剔补的劣苗与缺苗位置在目标穴盘上标注。
9、上述方案中，所述并联机构包括静平台、第一支链、第二支链、第三支链、动平台、驱动机构和末端执行器；
10、所述第一支链、第二支链、第三支链一端均与静平台转动连接，静平台安装在机架上，第一支链、第二支链、第三支链另一端均与动平台转动连接，驱动机构安装在静平台上，驱动机构与第一支链、第二支链、第三支链连接，末端执行器安装在动平台下方。
11、上述方案中，所述视觉采集机构包括相机支架和工业相机；
12、所述工业相机与相机支架转动连接，相机支架与机架连接。
13、上述方案中，所述拨苗机构包括横梁支架、连接板、转轴、拨苗板；
14、所述横梁支架的两端与穴盘输送机构连接，连接板安装在横梁支架上，转轴安装在连接板上，拨苗板安装在转轴上，拨苗板作用端用于对目标穴盘上的穴盘苗拨苗从而露出每排穴盘苗的茎秆。
15、上述方案中，所述连接板与横梁支架滑动连接，转轴与连接板转动连接。
16、上述方案中，还包括光源；
17、所述光源安装在穴盘输送机构上，光源靠近拨苗机构。
18、上述方案中，所述穴盘输送机构数量为两个，两个穴盘输送机构平行放置，穴盘输送机构上分别放置有目标穴盘和供苗穴盘。
19、一种盘苗剔补系统的控制方法，包括以下步骤：
20、所述控制机构控制穴盘输送机构将目标穴盘输送，位置检测传感器检测到穴盘输送机构上的目标穴盘到达预设位置时，控制机构控制穴盘输送机构停止输送，目标穴盘经拨苗机构拨苗从而露出每排穴盘苗的茎秆，视觉采集机构拍摄穴盘苗的茎秆图像后传输至控制机构，控制机构将茎秆图像处理得到穴盘苗茎秆轮廓和缺苗情况，并计算出穴盘苗茎秆轮廓周长值，将轮廓周长值与预设值进行对比从而判断对应穴盘苗的健康状况，并将需要剔补的劣苗与缺苗位置在目标穴盘上标注，控制并联机构对目标穴盘进行剔补苗作业。
21、上述方案中，所述控制机构将茎秆图像处理得到穴盘苗茎秆轮廓和缺苗情况，并计算出穴盘苗茎秆轮廓周长值，将轮廓周长值与预设值进行对比从而判断对应穴盘苗的健康状况，并将需要剔补的劣苗与缺苗位置在目标穴盘上标注包括以下步骤：
22、步骤s1：图像预处理：
23、s1.1：利用ndarry切片原理对茎秆图像进行roi区域截取；
24、s1.2：采用g单通道分量灰度因子对茎秆图像进行灰度处理，区分茎秆与穴盘背景；
25、s1.3：选用预设模板对图像进行中值滤波去噪，消除图像中培养基质产生的椒盐噪声；
26、步骤s2：图像分割与提取：选用otsu阈值法对经步骤s1.3处理后的图像进行二值化分割，用于进一步增强茎秆与穴盘背景的对比度，图像二值化后得到白色像素点与黑色像素点集合，预设位置并未出现白色像素点则为缺苗；
27、步骤s3：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种穴盘苗剔补系统，其特征在于，包括并联机构(1)、穴盘输送机构(2)、拨苗机构(3)、视觉采集机构(4)、位置检测传感器(28)、机架和控制机构；
2.根据权利要求1所述的穴盘苗剔补系统，其特征在于，所述控制机构将茎秆图像处理得到穴盘苗茎秆轮廓和缺苗情况，并计算出穴盘苗茎秆轮廓周长值，将轮廓周长值与预设值进行对比从而判断对应穴盘苗的健康状况，并将需要剔补的劣苗与缺苗位置标注出来。
3.根据权利要求1所述的穴盘苗剔补系统，其特征在于，所述并联机构(1)包括静平台(11)、第一支链(12)、第二支链(13)、第三支链(14)、动平台(15)、驱动机构(16)和末端执行器(17)；
4.根据权利要求1所述的穴盘苗剔补系统，其特征在于，所述视觉采集机构(4)包括相机支架(41)和工业相机(42)；
5.根据权利要求1所述的穴盘苗剔补系统，其特征在于，所述拨苗机构(3)包括横梁支架(31)、连接板(32)、转轴(33)、拨苗板(34)；
6.根据权利要求5所述的穴盘苗剔补系统，其特征在于，所述连接板(32)与横梁支架(31)
7.根据权利要求1所述的穴盘苗剔补系统，其特征在于，还包括光源(44)；
8.根据权利要求1所述的穴盘苗剔补系统，其特征在于，所述穴盘输送机构(2)数量为两个，两个穴盘输送机构(2)平行放置，穴盘输送机构(2)上分别放置有目标穴盘(5)和供苗穴盘(6)。
9.一种根据权利要求1-8任意一项所述穴盘苗剔补系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的穴盘苗剔补系统的控制方法，其特征在于，所述控制机构将茎秆图像处理得到穴盘苗茎秆轮廓和缺苗情况，并计算出穴盘苗茎秆轮廓周长值，将轮廓周长值与预设值进行对比从而判断对应穴盘苗的健康状况，并将需要剔补的劣苗与缺苗位置标注出来包括以下具体步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种穴盘苗剔补系统，其特征在于，包括并联机构(1)、穴盘输送机构(2)、拨苗机构(3)、视觉采集机构(4)、位置检测传感器(28)、机架和控制机构；
2.根据权利要求1所述的穴盘苗剔补系统，其特征在于，所述控制机构将茎秆图像处理得到穴盘苗茎秆轮廓和缺苗情况，并计算出穴盘苗茎秆轮廓周长值，将轮廓周长值与预设值进行对比从而判断对应穴盘苗的健康状况，并将需要剔补的劣苗与缺苗位置标注出来。
3.根据权利要求1所述的穴盘苗剔补系统，其特征在于，所述并联机构(1)包括静平台(11)、第一支链(12)、第二支链(13)、第三支链(14)、动平台(15)、驱动机构(16)和末端执行器(17)；
4.根据权利要求1所述的穴盘苗剔补系统，其特征在于，所述视觉采集机构(4)包括相机支架(41)和工业相机(42)；
5.根据权利要求1所述的穴盘苗剔补系统，其特征在于，所述拨苗机构(3)包括横梁支架(31)、连接板...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨启志，周芹，朱梦岚，张若瑜，刘磊，钟霞，曲广一，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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