[发明专利]穴盘苗识别系统及识别装置

说明书

本发明涉及一种穴盘苗识别系统及识别装置，识别系统包括特征获取层、语义层、专家识别层；识别装置包括设于工作台上的传送带，穴盘位于传送带一侧，图像采集箱安装在传送带上方并与传送带之间留有间隙，该间隙距离大于穴盘的高度；相机设于图像采集箱器顶部的相机安装孔内，图像采集箱与上位机连接；工作台上还设有用于检测穴盘的传感器、驱动传送带的驱动伺服电机、检测穴盘位置的光电传感器、推动穴盘矫正装置的穴盘矫正气缸以及位于穴盘矫正气缸端部的用于矫正穴盘位置的穴盘矫正装置。本发明可以实现自动识别穴盘苗的品种，并能准确定位穴盘位置。

技术领域

本发明涉及一种识别系统，具体的说是穴盘苗识别系统及识别装置。

背景技术

穴盘苗是近年来发展起来的育苗技术，穴盘苗具有以下几个方面的优势：穴盘育苗在由填料、播种、催芽等过程中均可利用机械完成，操作简单、快捷，适于规模化生产，并且种子分播均匀，成苗率高，穴盘中每穴内种苗相对独立，既减少相互间病虫害的传播，又减少小苗间营养争夺，根系也能充分发育；便于集约化管理，提高温室利用率，降低生产成本；小苗生长发育一致，提高种苗品质，有利于规模化生产；种苗起苗移栽简捷、方便，不损伤根系，定植成活率高，缓苗 期短；穴盘苗便于存放，运输。因此，穴盘苗育苗得到广泛的应用和普及。

穴盘苗在育苗过程中，经常需要移栽，即把一个穴盘里的苗移栽到另外一个穴盘里，主要原因有，随着苗的增长，需要将小穴盘里的苗移栽到大穴盘里，或者是把满足某种要求的苗移栽到其他的穴盘里，目前移栽以人工移栽为主，劳动强度大，并且苗损害率高，因此，自动移栽装置得到研发和应用，在自动移栽时，需要识别穴盘苗的品种，并能准定位穴盘里的每一个穴的位置。

目前对于穴盘苗移栽，主要采用机械方法，不能识别苗类型，因此也无法选择末端执行器，在移栽的过程中，需要人工参与完成，无法实现全自动移栽，大大降低了工作效率，并且苗的损害率较高。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种穴盘苗识别系统及识别装置，可以实现自动识别穴盘苗的品种，并能准确定位穴盘位置。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种穴盘苗识别系统，其特征在于它包括特征获取层、语义层、专家识别层；

特征获取层通过对图像采集箱中相机采集的图形进行颜色数据和形状数据的处理，得到颜色特征和形状特征，颜色特征主要包括R、G、B、L、a、b、H、I、S等颜色分量，形状特征主要包括矩形度、圆柱度、离心率、面积等参数，获取的步骤如下：

第一步：对图像进行颜色分割；去除图像的背景，包括穴盘、基质，分割出苗，分割的方法是在LAB颜色空间下，采用K-均值聚类的方法。

第二步：二值化；采用自动阈值计算方法，得到二值图像。

第三步：小面积消除；采用8邻域形态开运算消除小面积的图区。

第四步：图像形态学处理；该处理主要采用开闭运算，腐蚀运算，将苗较完整的分离开。

第五步：聚类剥离；主要是对不符合要求的，有畸形的苗叶除去。

第六步：找出符合要求苗叶中最大面积的苗叶；方法是先将连通分量进行标注，并建立最大连通分量的索引变量，采用查询指令查询，并对每一个标号的像素点进行累加计数，并将最大面积的标号记录到索引变量中，最后把最大面积的图像显示出来，其他图像置零；

语义表达层完成与知识库的对接，把苗的特征层信息表达成知识库的格式，并被存储；

专家识别层主要完成穴盘苗品种的识别，根据不同穴盘苗的特征，以及知识库中该苗的特征，通过推理机的推理，便可以识别出苗的类型，并根据图像信息，对穴盘苗的穴孔位置进行定位，以便于后面的移栽动作。