基于机器视觉的穴盘烟苗自动间苗算法研究

摘要

【目的】为了满足烟苗快速、准确、自动间苗的要求,提出了基于机器视觉的穴盘烟苗自动间苗算法研究,避免传统的人眼观察效率低、随意性大等缺陷。【方法】采用基于Lab空间下的K-means聚类彩色图像分割算法,根据矩阵行列求和法,在两峰之间取像素坐标,定位其区域位置,把穴盘分割成128个单元格,将目标区域转化为二值图像。通过分别比较烟苗的圆形度、长宽比和矩形度,发现这3种成分的同一形态特征有一定差异,可作单、多株及空穴烟苗识别参数。利用幼苗植株的面积和周长,在不同生长期设定一个合适阈值,实现自动间苗的目的。【结果】仿真和数据分析表明:取圆形度1.256 6、长宽比1.571 4、矩形度0.716 5的区分效果最好。取面积分布在111～243 (像素),周长分布在16～33 (像素)可以判定为壮苗。在MATLAB R2015a环境下开发了机器视觉烟苗自动间苗软件系统。【结论】烟苗数目正确识别率达到97.04%以上,空穴位置达到100%,间苗位置及壮苗识别平均准确率分别达到94.76%和89.58%,为进一步开发基于机器视觉的烟苗自动间苗机提供了理论基础和技术支持。