申请/专利权人：安徽农业大学

申请日：2023-12-23

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117455912B

主分类号：G06T7/00

分类号：G06T7/00;G06T7/80

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2024.02.13#实质审查的生效;2024.01.26#公开

摘要：本发明涉及图像处理技术领域，公开了一种基于三平面镜的玉米穗粒全景计数方法，包括如下步骤：步骤S1：搭建基于三平面镜的玉米穗粒全景计数系统，该系统主要包括三面平面镜、多个标准圆柱体、一个支撑底座、一个摄像机和光源，其中，平面镜反射其他视角下的玉米穗粒图像，标准圆柱体对相机进行标定，支撑底座固定玉米的位置，摄像机采集标准圆柱数据集和玉米穗粒数据集。本发明提供基于三平面镜的玉米穗粒全景计数方法，实现对玉米产量的精确估算。玉米穗粒全景计系统能够同时获取三个不同视角下的玉米穗粒图像并计算出整根玉米穗的粒数。相较于其他计数系统，该系统具有速度快、精度高等显著优点，能够更好地满足实际需求。

主权项：1.一种基于三平面镜的玉米穗粒全景计数方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：搭建基于三平面镜的玉米穗粒全景计数系统；该系统包括平面镜A、平面镜B、平面镜C、多个标准圆柱体、一个支撑底座、一个摄像机和光源，其中，平面镜C用于反射平面镜A和平面镜B视角下的玉米穗粒图像，标准圆柱体对摄像机进行标定，支撑底座用于固定玉米的位置，摄像机采集标准圆柱数据集和玉米穗粒数据集；步骤S2：制作标准圆柱体数据集；将标准圆柱体依次放置在平面镜A、B的角平分线上，使得标准圆柱体的中轴线与平面镜A、B的角平分线、摄像机的光轴在同一个平面，利用摄像机捕获平面镜C经过镜面反射后的标准圆柱体，从而得到标准圆柱体数据集；步骤S3：对标准圆柱体数据集进行标定试验；已知所有标准圆柱体的底面直径，通过标准圆柱体的标定实验，获得在平面镜C反射的标准圆柱体重叠区域和非重叠区域之间存在的比例关系；步骤S4：通过深度学习网络模型获得玉米穗粒检测模型；采集并制作充足的玉米穗粒样本图像，即摄像机拍摄的平面镜C中的反射图像，按照比例划分为训练集、验证集和测试集，使用训练集对深度学习网络模型进行训练，并利用验证集和测试集对模型进行验证和测试，得到最终的玉米穗粒计数模型；步骤S5：采集待测玉米穗粒图片并计算穗粒总数；拍摄待检测玉米穗粒全景图片，然后将玉米穗粒计数模型用于待检测玉米穗粒全景图片，对三个互不重叠视角下的玉米穗粒的进行识别并计数，得到待检测玉米穗粒的总数；所述步骤S1中，三面平面镜中的尺寸大小满足如下关系，平面镜C=平面镜A=平面镜B，平面镜A、B以120°的夹角相对放置，平面镜C与平面镜A、B同呈30°夹角，三者构成等腰三角形位置关系，每个标准圆柱体直径已知，并且放置在平面镜A、B夹角的角平分线上，摄像机安装在平面镜A、B角平分线的反向延长线上，摄像机的安装高度高于平面镜A、B、C的高度，并以俯视的角度拍摄平面镜C反射的图像，摄像机的光轴与平面镜A、B相交线和标准圆柱体的中轴线在同一水平面上，摄像机的光轴与标准圆柱体的中轴线在同一水平面上，光源位于平面镜正上方，且标准圆柱体所在的中轴线与平面镜A、B、C之间的垂直距离分别为10厘米、10厘米和13厘米；在放置标准圆柱体时，确保每个标准圆柱体的底面圆心位于同一位置，即所有标准圆柱体的中心轴线完全重合并保证共线，从摄像机视角中可以看到标准圆柱体被分成三个独立的部分呈现在平面镜C中，即中间的反射图像C和位于反射图像C两侧的反射图像A′、反射图像B′，其中，位于中间的反射图像C来自于标准圆柱体本身反射的光线；位于两侧的反射图像A′与反射图像B′则是标准圆柱体先经过平面镜A和平面镜B形成反射图像A和反射图像B，然后这两个反射图像再反射到平面镜C分别得到反射图像A′和反射图像B′；在标准圆柱体数据集中，每个圆柱体重复区域与非重复区域成比例关系，反射图像A′和反向图像B′中有范围相同的反射区域，反射图像A′和反射图像B′分别与反射图像C有着同反射区域，根据计算可得，反射图像A′中有与反射图像C的重叠区域、反射图像A′未重叠区域和反射图像A′与反射图像B′的重叠区域三部分的比例分别是1：8.62：4.39；在反射图像C中，反射图像C中有与反射图像A′的重叠区域、反射图像C未重叠区域和反射图像C与反射图像B′的重叠区域三部分的比例分别是1：11.16：1，在反射图像B′中，反射图像B′中有与反射图像A′的重叠区域、反射图像B′未重叠区域和反射图像B′与反射图像C′的重叠区域三部分的比例分别是4.39：8.62：1。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 安徽农业大学 一种基于三平面镜的玉米穗粒全景计数方法及计数系统

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