[发明专利]一种基于视觉检测的采茶机割刀控制方法

权利要求书

1.一种基于视觉检测的采茶机割刀控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在割刀中部划分两块颜色不同且相邻的标记区域，分别为标记区域S₁和标记区域S₂；

2)对割刀进行成像，使得所拍摄到的图像中包含有标记区域S₁和标记区域S₂；

3)取一帧图像进行颜色空间转换，得到转换后的色调分量图像；

4)在色调分量图像中，对标记区域S₁和标记区域S₂的颜色进行连通域提取；

在标记区域S₁内的连通域中取包含像素数量最多的一个连通域记为连通域R，并将对应的像素数量记为N_R1；

在标记区域S₂内的连通域中取包含像素数量最多的一个连通域记为连通域B，并将对应的像素数量记为N_B1；

并计算得到N_C1＝(N_R1+N_B1)/2；

5)相对步骤2)中割刀所处的初始位置，分别改变割刀高度和绕割刀中心旋转的角度，取割刀处于这两个位置状态下的两帧图像，重复步骤3)和步骤4)，分别得到与每帧图像对应的N_R2和N_B2、N_R3和N_B3，并计算得到N_C2＝(N_R2+N_B2)/2；

6)根据公式计算T_height＝|N_C2-N_C1|，T_angle＝|N_R3-N_B3|；其中T_height是判断割刀高度是否需要调整的门限值，T_angle是判断割刀角度是否需要调整的门限值；

7)实时采集割刀工作时的图像，执行步骤3)和步骤4)的操作，得到对应的N_Rn和N_Bn，并计算得到N_Cn＝(N_Rn+N_Bn)/2；

8)将N_Rn-N_Bn与T_angle、以及将N_Cn与T_height进行比较分析，得到割刀高度调整值Δh和割刀绕中心旋转角度值Δθ。

2.如权利要求1所述的基于视觉检测的采茶机割刀控制方法，其特征在于，在步骤1)中，所述的标记区域S₁和标记区域S₂呈矩形，标记区域S₁和标记区域S₂分别位于割刀竖直中心线的左右两侧，且标记区域S₁和标记区域S₂的底部边界贴近割刀刀口。

3.如权利要求1或2所述的基于视觉检测的采茶机割刀控制方法，其特征在于，所述的标记区域S₁和标记区域S₂的宽度为W，长度为H，W＝η×L，H＝λ×l，其中L为割刀的长度，l为割刀的宽度，系数η和λ的取值为0.1～0.9。

4.如权利要求1所述的基于视觉检测的采茶机割刀控制方法，其特征在于，在步骤2)中，对割刀进行成像时，调整割刀中心位于图像中心，割刀长度刚好填满整个图像宽度，并在割刀面上设置平行的上标记线Line_up和下标记线Line_down，使得图像中茶冠上的嫩芽顶部位于上标记线Line_up和下标记线Line_down之间。

5.如权利要求4所述的基于视觉检测的采茶机割刀控制方法，其特征在于，所述的上标记线Line_up和下标记线Line_down与标记区域S₁或标记区域S₂的下边界的距离分别为d_up和d_down，其中