[发明专利]一种基于机器视觉的杂草稻种子精选装置及方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，其特征在于，包括：机架，设置在机架上的种子输送机构和图像采集装置，所述图像采集装置的图像采集端朝向所述种子输送机构的种子输送面，所述机架上相邻所述图像采集装置还设置有剔除装置，所述剔除装置固定设置在所述机架上，所述种子输送机构、图像采集装置和剔除装置均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，其特征在于，所述种子输送机构包括传送带和设置在所述传送带一端的第一电机，所述第一电机设置有第一电机驱动器，所述第一电机驱动器与所述控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，其特征在于，所述图像采集装置包括光罩和相机，所述光罩固定设置在所述机架上，对应所述光罩的传送带罩设在所述光罩下面；所述光罩内侧设置有单射光源，所述相机设置在所述光罩内侧顶部，所述相机的拍摄端与所述传送带的传输面垂直，所述相机与所述控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，其特征在于，所述剔除装置设在在所述光罩的第一端一侧，所述光罩的第二端对应设置有排种机构；所述剔除装置包括伸缩杆和吸管，所述伸缩杆一端固定设置在所述机架上，另一端固定设置所述吸管，所述吸管设置方向与所述传送带的传输面垂直。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，其特征在于，对应所述伸缩杆设置有第二电机和第二电机驱动器，所述吸管设置在伸缩杆上的位置设置有吸取装置，所述第二电机驱动器和所述吸取装置均与所述控制器电连接。

6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，其特征在于，所述吸取装置包括腔体，所述腔体固定设置在所述伸缩杆上，所述腔体设置有进气口和出气口，所述腔体内设置有滤网、风机和步进电机，所述滤网设置在靠近所述进气口的位置，所述步进电机的转动输出轴与所述风机的转轴固定连接。

7.根据权利要求4所述的基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，其特征在于，所述排种机构包括种箱和导种板，所述种箱固定设置在所述机架上，所述导种板的一端设置在所述种箱的种子排出口位置，另一端靠近所述传送带。

8.根据权利要求7所述的基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，其特征在于，所述种箱内设置有排种器，对应所述排种器设置有第三电机，所述第三电机的转动输出轴与所述排种器的转轴固定连接；对应所述第三电机设置有第三电机驱动器，所述第三电机驱动器与所述控制器电连接。

9.一种基于机器视觉的杂草稻种子精选方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的基于机器视觉的杂草稻种子精选装置，所述方法包括：

当水稻种子通过种子输送机构输送到图像采集装置中时，控制器控制种子输送装置停止；

图像采集装置通过图像采集端对水稻种子进行采集并发送给控制器处理；

控制器处理发送来的图像后确定出输送的水稻种子中的杂草稻种子并确定其位置；

杂草稻种子确定完毕后，控制种子输送机构运行，当到达剔除装置工作范围时再次控制种子输送装置停止；

控制器控制剔除装置将确定出的杂草稻种子进行剔除。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制器处理发送来的图像后确定出输送的水稻种子中的杂草稻种子并确定其位置，包括：

将水稻种子的图像转换成灰度值在0-255之间的灰度图像；

采用高斯滤波法降低图像在采集过程中受到各种噪声源的干扰，同时保护图像边缘信息；

通过形态学运算将图像变得平滑，再利用Canny边缘检测算子对滤波后的待测物图像进行边缘检测，得到待测物边缘图像；

采用最小外接矩阵算法来获取最小外界矩阵的宽和高，从而获取水稻种子的长和宽；

采用contourAtea算法来检测水稻种子轮廓的面积；

采用rectangle算法来检测水稻种子轮廓的周长；

提取每一粒水稻种子R、G、B三通道的平均值，检测每粒水稻种子的最小外接矩阵的位置；

通过R通过所占总像素的比例，识别杂草稻种子，并输出杂草稻种子的中心位置。