[发明专利]玉米果穗考种的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及玉米果穗考种技术领域，具体涉及一种玉米果穗考种的方法及系统。

背景技术

玉米科研人员为了建立玉米资源库、开展玉米育种实验，需要进行玉米果穗考种(即计算玉米果穗表型性状指标)。目前利用图像处理技术进行玉米果穗考种已成为一种趋势，相较于人工考种可极大降低考种成本、保证数据一致性。

基于单张图像的考种技术，仅仅获取了果穗表面局部信息，基于此计算果穗表型性状指标存在精度低、稳定性差问题；基于多张果穗图像的考种技术，虽然较完整获取了果穗各个侧面图像，但各图像之间进行图像拼接和融合是个难点，而且已有系统往往需要对单个果穗进行人工操作，严重限制果穗考种效率，难以适应大规模、大批量果穗考种需求，即目前基于图像的玉米果穗考种技术难以同时满足考种高精度和高效率的要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种玉米果穗考种的方法及系统，能够同时满足玉米果穗考种高精度和高效率的要求。

为此目的，一方面，本发明提出一种玉米果穗考种的系统，包括：

果穗传动模块、图像采集模块、全景图拼接模块和表型指标计算模块；其中，

所述果穗传动模块由步进电机、辊筒、齿轮传动机构、托辊和链条组成，所述链条连接所述托辊，所述步进电机驱动所述辊筒转动，所述辊筒通过所述齿轮传动机构带动所述托辊和链条组成的机构运动，在考种过程中，玉米果穗自进料口落入托辊之间，随托辊滚动而滚动；

所述图像采集模块置于所述托辊和链条组成的机构上方，用于连续采集玉米果穗运动过程中在所述图像采集模块的成像区域不同位置处的图像，得到玉米果穗图像序列；

所述全景图拼接模块，用于利用所述玉米果穗图像序列拼接出玉米果穗表面全景图；

所述表型指标计算模块，用于利用穗粒分割和位置分析方法确定出所述玉米果穗表面全景图中的有效穗粒分布图，并依据所述有效穗粒分布图计算玉米果穗表型性状指标。

另一方面，本发明提出一种玉米果穗考种的方法，包括：

利用果穗传动装置和摄像机采集玉米果穗不同侧面的图像，得到玉米果穗图像序列；所述果穗传动装置由步进电机、辊筒、齿轮传动机构、托辊和链条组成，所述链条连接所述托辊，所述步进电机驱动所述辊筒转动，所述辊筒通过所述齿轮传动机构带动所述托辊和链条组成的机构运动，在考种过程中，玉米果穗自进料口落入托辊之间，随托辊滚动而滚动；所述摄像机置于所述托辊和链条组成的机构上方，通过所述摄像机连续采集玉米果穗运动过程中在所述摄像机的成像区域不同位置处的图像，得到玉米果穗图像序列；

利用所述玉米果穗图像序列拼接出玉米果穗表面全景图；

利用穗粒分割和位置分析方法确定出所述玉米果穗表面全景图中的有效穗粒分布图，并依据所述有效穗粒分布图计算玉米果穗表型性状指标。

本发明实施例所述的玉米果穗考种的方法及系统，使用果穗传动机构实现了玉米果穗的连续推送和批量处理，相较于基于多张果穗图像的考种技术，这种流水线工作方式使得玉米果穗考种的整个过程无需人工干预，极大提高了果穗考种效率；同时，利用玉米果穗不同侧面的图像拼接出玉米果穗表面全景图，利用穗粒分割和位置分析方法确定出所述玉米果穗表面全景图中的有效穗粒分布图，并依据所述有效穗粒分布图计算玉米果穗表型性状指标，相较于基于单张果穗图像的考种技术仅利用果穗表面局部信息计算果穗表型性状指标，基于利用玉米果穗不同侧面的图像拼接出的玉米果穗表面全景图确定出有效穗粒分布图，由有效穗粒分布图计算玉米果穗表型性状指标，能够保证玉米果穗考种的精度，即能够同时满足玉米果穗考种高精度和高效率的要求。

附图说明

图1为本发明玉米果穗考种的系统一实施例的方框结构示意图；

图2为本发明玉米果穗考种的系统另一实施例的部分结构示意图；

图3为玉米果穗中心轴上一点M及其与摄像机的连线与果穗表面的交点C的示意图；

图4为本发明玉米果穗考种的系统又一实施例中得到的玉米果穗表面区域中的穗粒分布图；

图5为本发明玉米果穗考种的方法一实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。