专利名称：基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及玉米果穗外部形态參数測量技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置。
背景技术：
玉米果穗的外在形态指标，特别是果穗上每行籽粒的数量，是进行测产考种和新品种选育时所要考察的重要指标，以往的測量方法多以人工方式进行，人力成本投入高、人为误差难以去除。机器视觉技术以其无损、快速、准确等特点被广泛应用于机器制造、材料加工等领域的测量环节中，在国内外公开的专利中，专利CN101933417A公开了ー种使用机器视觉测量玉米果穗外在形态的装置，可以测量玉米果穗的穗长、穗粒数、穗行数、行粒数、秃尖长度等指标，其设计的装置中所包含的光线投射装置、镜面反射装置过于复杂繁琐，影 响测量的精度和稳定性。专利CN101881598A公开了ー种使用机器视觉测量玉米果穗外在形态的装置，其采用步进电机旋转玉米果穗的方法代替镜面反射装置，结构上有所精简，但其测量过程中需要将果穗固定在步进电机轴上，这ー操作限制了測量装置的效率。
实用新型内容(一 )要解决的技术问题本实用新型要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提高玉米果穗行粒数测量的精度和效率。( ニ )技术方案为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置，其包括多组图像采集单元，均匀分布在以被测玉米果穗为中心所形成的同一圆周上；图像处理分析単元，分别与所述多组图像采集単元相连，对所述多组图像采集単元所获得的被测玉米果穗图像进行处理分析，获得被测玉米果穗行粒数。其中，所述图像采集单元包括四目摄像机及设置在其ー侧的照明光源。其中，还包括支撑固定所述图像采集单元和被测玉米果穗的支撑架。其中，所述支撑架包括底架和垂直于底架设置的竖直支架，被测玉米果穗被支撑设置在所述底架的中心位置，所述竖直支架均匀分布在以所述底架的中心位置为圆心所形成的同一圆周上，所述图像采集单元安装在所述竖直支架上。其中，所述底架的中心位置上设置有圆台状的果穗承载杯，其内部竖直放置被测玉米果穗。其中，所述果穗承载杯由透明树脂材料制成。其中，还包括采集控制器，分别与所述多组图像采集単元相连，以控制图像采集单元的工作状态。其中，所述图像采集单元有四个。(三)有益效果[0015]上述技术方案所提供的基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置，可在无损、非接触前提下測量玉米果穗上每行的粒数，減少玉米果穗考种过程中的人工投入，且装置结构紧凑、測量效率高。
图I是本实用新型实施例的基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置的结构示意图。其中，I、四目摄像机，2、照明光源，3、采集控制器，4、果穗承载杯，5、支撑架。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进ー步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
本实施例的测量装置包括多个均匀分布在以被测玉米果穗为中心所形成的同一圆周上的图像采集単元，以及与多组图像采集单元分别相连的图像处理分析単元，图像采集单元采集到被测玉米果穗的图像之后，将所采集图像传送至图像处理分析単元，由其对所获得的被测玉米果穗图像进行处理分析，获得被测玉米果穗行粒数。图I示出了本实施例的基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置的ー种结构示意图。參照图示，给出了四组图像采集单元的示例，每组图像采集单元包括四目摄像机I及设置在其ー侧的照明光源2。图像采集単元和被测玉米果穗均支撑固定在图示的支撑架5上，支撑架5具体包括底架(图中未标示)和垂直于底架设置的竖直支架(图中未标示)，被测玉米果穗被支撑设置在底架的中心位置，竖直支架均匀分布在以底架的中心位置为圆心所形成的同一圆周上，每组图像采集单元的四目摄像机I和照明光源2安装在其对应的竖直支架上。本实施例中，四目摄像机I选用四个型号相同的エ业高清数字相机组成(型号北京微视MVC1000SAM-GE30ST4)，摄像机分辨率设定为1280x1024像素，相机镜头使用8. 5mmPENTAX定焦镜头，光圈设置为2，曝光时间调至I. 5ms,图像采集帧速为30FPS，摄像机配备有外部脉冲信号快门触发接ロ。支撑架5由两条相互垂直的长方形横断面的合金材料组成，分为东西南北四个分支，姆个分支长40cm,宽IOcm,厚5cm。四目摄像机I通过竖直支架安装在支撑架5东西南北四个方向上，每个相机与被测玉米果穗距离35cm，距底架15cm。照明光源2由四个型号相同的MVRM-141W白色光(1501ux)面阵LED点光源组成，点光源个数为3x10，所使用的电源为直流恒压恒流源，照射光源稳定无频变。照明光源2固定在四目摄像机I上方3cm处，方向与摄像机镜头平行。底架中心位置设置有果穗承载杯4，其内部竖直放置被测玉米果穗。果穗承载杯4为透明的树脂材料，杯体呈圆台形状，下底面直径3cm，杯ロ直径8cm，杯高25cm，进行果穗测量时，将果穗顶端朝下放入果穗承载杯4中。本实施例中还设置有采集控制器3，分别与多组图像采集单元相连，以控制图像采集単元的工作状态，采集控制器3通过以太网接ロ与主控计算机连接，将主控计算机的控制信号转换为脉冲信号，驱动照明光源2开闭，触发四目摄像机I的快门，对原始图像数据压缩，通过以太网接口上传到主控计算机，数据传输速率为lGbps。具体地，照明光源2通过数据线与采集控制器3连接，接收采集控制器3的脉冲信号完成光源的打开关闭操作；四目摄像机I与采集控制器3之间通过数据线连接，接收采集控制器3的脉冲信号，传输采集的图像数据到采集控制器3。使用本实施例的測量装置进行玉米果穗行粒数测量时，首先将被测玉米果穗顶端朝下放入果穗承载杯4中，主控计算机发出控制信号，开启东侧照明光源2并触发该侧四目摄像机I拍摄图像，图像拍摄完毕后关闭东侧照明光源2，按顺时针方向依次对南侧、西側、北侧的照明光源2与四目摄像机I执行上述操作，获取的图像由采集控制器3传送到主控计算机上，后续的图像分析处理操作由主控计算机上的图像处理分析単元完成。由以上实施例可以看出，本实用新型可在无损、非接触前提下測量玉米果穗上每行的粒数，減少玉米果穗考种过程中的人工投入，且装置结构紧凑、測量效率高；不仅解决了以往人工測量方式存在的种种弊端，減少人力成本投入，増加自动化程度，同时也改进了现有测量装置硬件结构复杂、操作过程繁琐等一系列问题。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置，其特征在于，包括多组图像采集单元，均匀分布在以被测玉米果穗为中心所形成的同一圆周上；图像处理分析単元，分别与所述多组图像采集単元相连，对所述多组图像采集単元所获得的被测玉米果穗图像进行处理分析，获得被测玉米果穗行粒数。
2.如权利要求I所述的基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置，其特征在干，所述图像采集单元包括四目摄像机及设置在其ー侧的照明光源。
3.如权利要求I所述的基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置，其特征在干，还包括支撑固定所述图像采集单元和被测玉米果穗的支撑架。
4.如权利要求3所述的基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置，其特征在干，所述支撑架包括底架和垂直于底架设置的竖直支架，被测玉米果穗被支撑设置在所述底架的中心位置，所述竖直支架均匀分布在以所述底架的中心位置为圆心所形成的同一圆周上，所述图像采集单元安装在所述竖直支架上。
5.如权利要求4所述的基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置，其特征在干，所述底架的中心位置上设置有圆台状的果穗承载杯，其内部竖直放置被测玉米果穗。
6.如权利要求5所述的基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置，其特征在干，所述果穗承载杯由透明树脂材料制成。
7.如权利要求I所述的基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置，其特征在干，还包括采集控制器，分别与所述多组图像采集単元相连，以控制图像采集単元的工作状态。
8.如权利要求I所述的基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速測量装置，其特征在干，所述图像采集单元有四个。
专利摘要本实用新型公开了一种基于机器视觉的玉米果穗行粒数快速测量装置，其包括多组图像采集单元，均匀分布在以被测玉米果穗为中心所形成的同一圆周上；图像处理分析单元，分别与所述多组图像采集单元相连，对所述多组图像采集单元所获得的被测玉米果穗图像进行处理分析，获得被测玉米果穗行粒数。本实用新型可在无损、非接触前提下测量玉米果穗上每行的粒数，减少玉米果穗考种过程中的人工投入，且装置结构紧凑、测量效率高。
文档编号G06T7/00GK202632352SQ20122018534
公开日2012年12月26日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日
发明者王传宇, 郭新宇, 吴升, 杜建军, 肖伯祥 申请人:北京农业信息技术研究中心