專利名稱：基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及玉米果穗外部形態(tài)參數測量技術領域，尤其涉及一種基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置。
背景技術：
玉米果穗的外在形態(tài)指標，特別是果穗上每行籽粒的數量，是進行測產考種和新品種選育時所要考察的重要指標，以往的測量方法多以人工方式進行，人力成本投入高、人為誤差難以去除。機器視覺技術以其無損、快速、準確等特點被廣泛應用于機器制造、材料加工等領域的測量環(huán)節(jié)中，在國內外公開的專利中，專利CN101933417A公開了ー種使用機器視覺測量玉米果穗外在形態(tài)的裝置，可以測量玉米果穗的穗長、穗粒數、穗行數、行粒數、禿尖長度等指標，其設計的裝置中所包含的光線投射裝置、鏡面反射裝置過于復雜繁瑣，影 響測量的精度和穩(wěn)定性。專利CN101881598A公開了ー種使用機器視覺測量玉米果穗外在形態(tài)的裝置，其采用步進電機旋轉玉米果穗的方法代替鏡面反射裝置，結構上有所精簡，但其測量過程中需要將果穗固定在步進電機軸上，這ー操作限制了測量裝置的效率。

實用新型內容(一 )要解決的技術問題本實用新型要解決的技術問題是克服上述現有技術的缺陷，提高玉米果穗行粒數測量的精度和效率。( ニ )技術方案為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置，其包括多組圖像采集單元，均勻分布在以被測玉米果穗為中心所形成的同一圓周上；圖像處理分析単元，分別與所述多組圖像采集単元相連，對所述多組圖像采集単元所獲得的被測玉米果穗圖像進行處理分析，獲得被測玉米果穗行粒數。其中，所述圖像采集單元包括四目攝像機及設置在其ー側的照明光源。其中，還包括支撐固定所述圖像采集單元和被測玉米果穗的支撐架。其中，所述支撐架包括底架和垂直于底架設置的豎直支架，被測玉米果穗被支撐設置在所述底架的中心位置，所述豎直支架均勻分布在以所述底架的中心位置為圓心所形成的同一圓周上，所述圖像采集單元安裝在所述豎直支架上。其中，所述底架的中心位置上設置有圓臺狀的果穗承載杯，其內部豎直放置被測玉米果穗。其中，所述果穗承載杯由透明樹脂材料制成。其中，還包括采集控制器，分別與所述多組圖像采集単元相連，以控制圖像采集單元的工作狀態(tài)。其中，所述圖像采集單元有四個。(三)有益效果[0015]上述技術方案所提供的基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置，可在無損、非接觸前提下測量玉米果穗上每行的粒數，減少玉米果穗考種過程中的人工投入，且裝置結構緊湊、測量效率高。

圖I是本實用新型實施例的基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置的結構示意圖。其中，I、四目攝像機，2、照明光源，3、采集控制器，4、果穗承載杯，5、支撐架。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進ー步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
本實施例的測量裝置包括多個均勻分布在以被測玉米果穗為中心所形成的同一圓周上的圖像采集単元，以及與多組圖像采集單元分別相連的圖像處理分析単元，圖像采集單元采集到被測玉米果穗的圖像之后，將所采集圖像傳送至圖像處理分析単元，由其對所獲得的被測玉米果穗圖像進行處理分析，獲得被測玉米果穗行粒數。圖I示出了本實施例的基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置的ー種結構示意圖。參照圖示，給出了四組圖像采集單元的示例，每組圖像采集單元包括四目攝像機I及設置在其ー側的照明光源2。圖像采集単元和被測玉米果穗均支撐固定在圖示的支撐架5上，支撐架5具體包括底架(圖中未標示)和垂直于底架設置的豎直支架(圖中未標示)，被測玉米果穗被支撐設置在底架的中心位置，豎直支架均勻分布在以底架的中心位置為圓心所形成的同一圓周上，每組圖像采集單元的四目攝像機I和照明光源2安裝在其對應的豎直支架上。本實施例中，四目攝像機I選用四個型號相同的エ業(yè)高清數字相機組成(型號北京微視MVC1000SAM-GE30ST4)，攝像機分辨率設定為1280x1024像素，相機鏡頭使用8. 5mmPENTAX定焦鏡頭，光圈設置為2，曝光時間調至I. 5ms,圖像采集幀速為30FPS，攝像機配備有外部脈沖信號快門觸發(fā)接ロ。支撐架5由兩條相互垂直的長方形橫斷面的合金材料組成，分為東西南北四個分支，姆個分支長40cm,寬IOcm,厚5cm。四目攝像機I通過豎直支架安裝在支撐架5東西南北四個方向上，每個相機與被測玉米果穗距離35cm，距底架15cm。照明光源2由四個型號相同的MVRM-141W白色光(1501ux)面陣LED點光源組成，點光源個數為3x10，所使用的電源為直流恒壓恒流源，照射光源穩(wěn)定無頻變。照明光源2固定在四目攝像機I上方3cm處，方向與攝像機鏡頭平行。底架中心位置設置有果穗承載杯4，其內部豎直放置被測玉米果穗。果穗承載杯4為透明的樹脂材料，杯體呈圓臺形狀，下底面直徑3cm，杯ロ直徑8cm，杯高25cm，進行果穗測量時，將果穗頂端朝下放入果穗承載杯4中。本實施例中還設置有采集控制器3，分別與多組圖像采集單元相連，以控制圖像采集単元的工作狀態(tài)，采集控制器3通過以太網接ロ與主控計算機連接，將主控計算機的控制信號轉換為脈沖信號，驅動照明光源2開閉，觸發(fā)四目攝像機I的快門，對原始圖像數據壓縮，通過以太網接口上傳到主控計算機，數據傳輸速率為lGbps。具體地，照明光源2通過數據線與采集控制器3連接，接收采集控制器3的脈沖信號完成光源的打開關閉操作；四目攝像機I與采集控制器3之間通過數據線連接，接收采集控制器3的脈沖信號，傳輸采集的圖像數據到采集控制器3。使用本實施例的測量裝置進行玉米果穗行粒數測量時，首先將被測玉米果穗頂端朝下放入果穗承載杯4中，主控計算機發(fā)出控制信號，開啟東側照明光源2并觸發(fā)該側四目攝像機I拍攝圖像，圖像拍攝完畢后關閉東側照明光源2，按順時針方向依次對南側、西側、北側的照明光源2與四目攝像機I執(zhí)行上述操作，獲取的圖像由采集控制器3傳送到主控計算機上，后續(xù)的圖像分析處理操作由主控計算機上的圖像處理分析単元完成。由以上實施例可以看出，本實用新型可在無損、非接觸前提下測量玉米果穗上每行的粒數，減少玉米果穗考種過程中的人工投入，且裝置結構緊湊、測量效率高；不僅解決了以往人工測量方式存在的種種弊端，減少人力成本投入，増加自動化程度，同時也改進了現有測量裝置硬件結構復雜、操作過程繁瑣等一系列問題。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置，其特征在于，包括多組圖像采集單元，均勻分布在以被測玉米果穗為中心所形成的同一圓周上；圖像處理分析単元，分別與所述多組圖像采集単元相連，對所述多組圖像采集単元所獲得的被測玉米果穗圖像進行處理分析，獲得被測玉米果穗行粒數。
2.如權利要求I所述的基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置，其特征在干，所述圖像采集單元包括四目攝像機及設置在其ー側的照明光源。
3.如權利要求I所述的基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置，其特征在干，還包括支撐固定所述圖像采集單元和被測玉米果穗的支撐架。
4.如權利要求3所述的基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置，其特征在干，所述支撐架包括底架和垂直于底架設置的豎直支架，被測玉米果穗被支撐設置在所述底架的中心位置，所述豎直支架均勻分布在以所述底架的中心位置為圓心所形成的同一圓周上，所述圖像采集單元安裝在所述豎直支架上。
5.如權利要求4所述的基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置，其特征在干，所述底架的中心位置上設置有圓臺狀的果穗承載杯，其內部豎直放置被測玉米果穗。
6.如權利要求5所述的基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置，其特征在干，所述果穗承載杯由透明樹脂材料制成。
7.如權利要求I所述的基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置，其特征在干，還包括采集控制器，分別與所述多組圖像采集単元相連，以控制圖像采集単元的工作狀態(tài)。
8.如權利要求I所述的基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置，其特征在干，所述圖像采集單元有四個。
專利摘要本實用新型公開了一種基于機器視覺的玉米果穗行粒數快速測量裝置，其包括多組圖像采集單元，均勻分布在以被測玉米果穗為中心所形成的同一圓周上；圖像處理分析單元，分別與所述多組圖像采集單元相連，對所述多組圖像采集單元所獲得的被測玉米果穗圖像進行處理分析，獲得被測玉米果穗行粒數。本實用新型可在無損、非接觸前提下測量玉米果穗上每行的粒數，減少玉米果穗考種過程中的人工投入，且裝置結構緊湊、測量效率高。
文檔編號G06T7/00GK202632352SQ20122018534
公開日2012年12月26日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權日2012年4月26日
發(fā)明者王傳宇, 郭新宇, 吳升, 杜建軍, 肖伯祥 申請人:北京農業(yè)信息技術研究中心