[发明专利]一种基于机器视觉的白萝卜收获机及切缨位置调节方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的白萝卜收获机，包括收获机底盘(1)以及收获机机架(2)，所述收获机底盘(1)与收获机机架(2)通过液压缸(3)相连接，所述收获机底盘上(1)上设置有集果箱(4)，所述收获机机架(2)上设置有收获部件，所述收获部件包括设置于收获机机架(2)前端的扶缨器(5)，所述扶缨器(5)的后端依次设置有仿形轮(6)、夹拔输送装置(7)以及切缨装置(8)，其特征在于：所述收获部件还包括摄像装置(9)，所述切缨装置(8)设置于收获机机架(2)后端且位于集果箱(4)的上方，所述摄像装置(9)固定设置于切缨装置(8)的前侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的白萝卜收获机，其特征在于：所述摄像装置(9)包括摄像机(91)以及摄像背景板(92)，所述摄像机(91)通过连接杆(93)固定于收获机机架(2)的一侧，所述摄像背景板(92)固定于与连接杆(93)相对应的收获机机架(2)的另一侧，所述摄像机(91)的镜头方向垂直于摄像背景板(92)。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的白萝卜收获机，其特征在于：所述摄像背景板(92)的颜色为黑色，所述摄像机(91)的视角范围包括白萝卜茎叶、白萝卜根部以及夹拔输送装置(7)的输送带。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的白萝卜收获机，其特征在于：所述切缨装置(8)包括切缨机架(81)以及与切缨机架(8)转动连接的摇杆(82)，所述切缨机架(81)的左侧固定连接有两组垂直于收获机机架(2)的直线轴承(83)，两组所述直线轴承(83)之间承插有能够沿直线轴承(83)轴线方向运动的切割支架(84)，所述切割支架(84)的底部设置有切割电机(85)，所述切割电机(85)的输出端传动连接有切割圆盘刀(86)，所述切缨机架(81)的右侧固定有上电磁铁(87)、下电磁铁(88)，所述遥杆(82)的一端固定于割刀支架(84)上，另一端限位连接于上电磁体(87)、下电磁铁(88)之间。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述的基于机器视觉的白萝卜收获机切缨位置的调节方法，其特征在于：包括摄像机视场坐标系与实际坐标系的标定、白萝卜夹持状态的获取、白萝卜根部与夹拔输送装置(7)的输送带距离的测量以及切缨位置的控制。

6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的白萝卜收获机切缨位置的调节方法，其特征在于：所述白萝卜夹持状态获取方法包括如下步骤：

步骤一：采用平均灰度化方法将摄像机(91)获取的视场图片转化为灰度图像，将彩色图像中像素的R分量、G分量和B分量3个数值的平均值作为灰度图的灰度值，计算方法为：

gray＝(B+G+R)/3

步骤二：对处理区域图像进行直方图均衡化，包括计算原图的像素总个数N；计算原图的灰度分布频率，n_k为灰度为k的像素个数计算原图的累

积分布频率，得到输入与输出之间的映射关系如下：

步骤三：对处理区域图像进行灰度图像区域分割，在处理区域图像上、下边中点连线上选择灰度值为255的点作为种子点，使用扫描线种子填充法分割白萝卜和背景区域，分割完成后，白萝卜茎叶和背景区域为黑色，白萝卜根部区域为白色。

步骤四：对处理后的图像由下至上逐行扫描，记录第一和最后一个像素值为0的像素点(记为0像素点)的横坐标，存入[X_{Left_c}]、[X_{Right_c}]矩阵

每行0像素点的左右边界的像素坐标分别为