基于機(jī)器視覺(jué)裂穎稻種在線雙面識(shí)別與剔除系統(tǒng)研究.pdf

1、水稻是我國(guó)最重要的糧食作物之一，相比于常規(guī)水稻，雜交水稻具有抗逆性強(qiáng)、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。由于受到遺傳性狀和制種時(shí)氣候環(huán)境共同作用，導(dǎo)致雜交水稻稻種中常存在內(nèi)外穎不完全閉合的裂穎現(xiàn)象。裂穎容易吸濕和受真菌、蟲子入侵，降低稻種的活力和發(fā)芽率，是雜交水稻的重要外觀缺陷之一，而目前的處理手段無(wú)法自動(dòng)分選。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是一種快速、無(wú)損的檢測(cè)方法，利用雙面圖像分析可以對(duì)裂穎稻種進(jìn)行在線識(shí)別。
　　本研究旨在利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)裂穎稻種在線識(shí)別與剔

2、除。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　1.設(shè)計(jì)并搭建基于機(jī)器視覺(jué)裂穎稻種在線雙面識(shí)別與剔除系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括:單?；瘑卧?、視覺(jué)檢測(cè)單元、剔除執(zhí)行單元及分析控制軟件。通過(guò)對(duì)比目前四種單?；绞教攸c(diǎn)，嘗試引入振動(dòng)盤和直線振動(dòng)輸送器實(shí)現(xiàn)稻種由無(wú)序到間距單粒輸送。采用透明有機(jī)玻璃作為視覺(jué)檢測(cè)通道，一個(gè)光纖傳感器控制兩個(gè)CCD相機(jī)，可同時(shí)獲取稻種的正面、背面圖像。在裂穎稻種剔除過(guò)程中，對(duì)比空心杯數(shù)字舵機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)擋板和氣吹卸料兩種方式，結(jié)果表明

3、:氣吹卸料響應(yīng)時(shí)間較短，設(shè)計(jì)過(guò)程中光纖傳感器感應(yīng)頭可靠近視覺(jué)檢測(cè)通道底端，同時(shí)縮短成功處理兩顆相鄰稻種之間所要求間距。
　　2.以霍夫直線檢測(cè)和線的數(shù)量綜合判定正常與裂穎稻種。該算法對(duì)靜態(tài)正常稻種和裂穎稻種正確識(shí)別率分別為93.1％、90.4％。在稻種平均下滑速度為0.46m/s情況下，該算法對(duì)正常稻種和裂穎稻種正面圖像的正確識(shí)別率分別為89.7％、87.4％;對(duì)背面圖像的正確識(shí)別率分別為88.6％、87.5％;對(duì)雙面圖像的正確識(shí)

4、別率分別為85％、84.6％。
　　3.利用多線程對(duì)稻種正面、背面圖像進(jìn)行同時(shí)處理。僅使用單線程對(duì)稻種正面、背面圖像處理，平均時(shí)間為120ms。引入Boost函數(shù)庫(kù)，使用多線程對(duì)稻種正面、背面圖像處理，平均時(shí)間為80ms。引入Boost函數(shù)庫(kù)，使用多線程僅對(duì)通道內(nèi)區(qū)域中稻種正面、背面圖像處理，平均時(shí)間為60ms。
　　4.對(duì)外觀尺寸存在一定差異的春優(yōu)84、浙優(yōu)12、池優(yōu)65三個(gè)品種分別進(jìn)行整機(jī)在線測(cè)試。結(jié)果表明:當(dāng)?shù)痉N平均下