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专利号: 2022112705173
申请人: 广西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-09-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于甘蔗收割机的蔗稍高度视觉测量方法,其特征在于,包括以下步骤:制作视觉测量装置,所述视觉测量装置包括,背景板、支架、摄像头;

拍摄标志杆图像,基于所述标志杆图像获得标志杆图像坐标与高度对应方程;

拍摄背景板图像,基于所述背景板图像获得基准图像;

拍摄甘蔗图像,通过所述基准图像和图像坐标与高度对应方程计算蔗稍高度;

计算蔗稍高度的方法包括:

拍摄甘蔗图像,通过R+G+B特征将甘蔗图像灰度化,确定甘蔗对应区域,并将甘蔗区域标为白色,确定蔗杆区域对应直线,通过所述直线确定蔗杆区域,以直线和白色蔗杆区域的上端交点为蔗稍,将蔗稍横坐标带入所述标志杆图像坐标与高度对应方程中,求得蔗稍高度;

确定蔗杆区域对应直线的方法包括:

在甘蔗二值图像中,以u表示横坐标,v表示纵坐标,用au+b=v表示甘蔗二值图像中的任意一条直线,其中a表示直线的斜率的正切值,b表示与横坐标相切的点坐标,在‑30°到

30°之间的斜率,图像左边1/3到右边1/3的范围分别确定为a、b的范围,以预设步长遍历所有a和b对应的直线,直线通过区域内白色像素点的个数最多的直线为蔗杆区域对应直线。

2.根据权利要求1所述的用于甘蔗收割机的蔗稍高度视觉测量方法,其特征在于,制作视觉测量装置的方法包括:制作高度为2m‑3m的支架,所述支架下方具有一个正方形框架用于确定甘蔗位置;

制作长度为1.5m‑2m,宽度为0.5m‑1.5m的背景板,将所述背景板固定在支架上方;

将摄像头置于支架底部,离地面高度为10cm‑90cm。

3.根据权利要求1所述的用于甘蔗收割机的蔗稍高度视觉测量方法,其特征在于,基于所述标志杆图像获得标志杆图像坐标与高度对应方程的方法包括:在标志杆上贴上标志块,将标志杆放于正方形框架的中心点,拍摄标志杆图像,再将标志杆图像灰度化,然后通过图像分割得到不同高度标志块对应区域的中心坐标,以中心点的横坐标为输入,标志块的高度为输出,采用最小二乘法得到标志杆图像坐标与高度对应方程。

4.根据权利要求3所述的用于甘蔗收割机的蔗稍高度视觉测量方法,其特征在于,标志块的确定方法包括:通过每个像素点按2*R‑G‑B计算后,对所得矩阵归一化后转化为灰度图像,采用OSTU法选取阈值,对得到的灰度图像进行阈值分割,对分割后得到的二值图像,提取连通区域,每一个连通区域对应一个标志块。

5.根据权利要求1所述的用于甘蔗收割机的蔗稍高度视觉测量方法,其特征在于,获得基准图像的方法包括:拍摄背景板图像,然后通过R+G+B特征计算后,将所得矩阵归一化后转化为背景板灰度图像,所述背景板灰度图像即为基准图像。

6.根据权利要求1所述的用于甘蔗收割机的蔗稍高度视觉测量方法,其特征在于,确定甘蔗对应区域的方法包括:用甘蔗灰度图像减去基准图像,当差值大于设定阈值时为白色像素点,对应甘蔗,当差值小于设定阈值时为黑色像素点,对应背景板。

7.根据权利要求1所述的用于甘蔗收割机的蔗稍高度视觉测量方法,其特征在于,确定蔗杆区域的方法包括:提取甘蔗二值图像中所有连通区域,以与所述直线重叠部分最多的区域为蔗杆区域。