【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农业，具体涉及一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统及方法。
技术介绍
1、甜糯玉米作为一种重要的经济作物，其品质直接影响着商品价值和消费者的满意度。通过检测甜糯玉米穗部的性状，可以判断其内在品质及成熟度，从而确定其品质等级，这有助于生产者、加工商和消费者对甜糯玉米进行评估和选择，提高市场竞争力，可以帮助鉴别判断是否存在病虫害、霉菌感染、物理损伤等质量问题，从而保障甜糯玉米产品的食品安全，可以了解甜糯玉米不同株型、耐逆性、病虫害抗性等性状特点，为种植者提供种植管理的指导，促进高产高品质的甜糯玉米生产，可以分析不同品种的性状差异，并对育种工作提供参考。
2、传统的品质检测方式主要依赖专业人员的经验和主观判断，不同的人可能会有不同的判断标准和偏好，导致结果的不一致性和不可靠性，由于人为因素的影响，传统的主观判断容易受到个人主观意识、情绪等因素的干扰，结果的准确性和一致性难以保证，特别是在细微的品质差异上，容易产生较大的误差，影响评估的准确性，通常只能凭借人眼的限制对一些细微的、难以观察到的玉米品质性状进行判断，如内部完整性、水分含量等，因而可能无法全面准确地评估玉米的品质。
3、因此，急需一种高效准确的甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统及方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、为了弥补现有技术的不足，本专利技术提出一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统及方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：p>
3、一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统，包括操作台，所述操作台顶部的支架上设有带动数字相机平移的伺服直线模组，所述伺服直线模组的移动滑台上设有带动数字相机进行360°转动的移动转台，所述数字相机固定在移动转台上，所述移动转台上固定设有与齿轮传动连接的回转电机，所述齿轮与齿圈啮合，所述移动转台与齿圈外侧的固定圈滑动连接，所述支架上固定设有与玉米穗配合插接使玉米穗卧倒放置的插针，所述操作台上设有控制箱；
4、所述控制箱上设有人机交互界面，所述控制箱内设有与人机交互界面电性连接的主控模块、去噪模块、灰度处理模块、边缘检测模块、特征提取模块、特征识别模块、数据分析模块以及电源模块，所述数字相机将采集甜糯玉米穗部的影像发送至主控模块，所述去噪模块接收主控模块传输的图像数据并对图像进行去噪处理，所述灰度处理模块连接去噪模块并接收去噪处理后的图像数据后将彩色图像转换为灰度图像，所述边缘检测模块连接灰度处理模块并接收灰度化后的图像数据，通过使用边缘检测算法来检测图像中的边缘线条，所述特征提取模块接收边缘检测模块检测到的边缘线条信息并通过使用特征提取算法提取玉米穗部的特征，所述特征识别模块接收特征提取模块提取得到的特征数据，并通过与预先建立的甜糯玉米穗部特征模板进行比对和匹配来进行识别和分类，所述数据分析模块接收特征识别模块识别得到的数据并对数据进行统计和分析，所述主控模块连接上位机，上位机通过与主控模块的数据传输接口连接，接收识别结果和分析数据并将这些结果显示在用户界面上。
5、作为优选，所述伺服直线模组包括固定在支架底部且转动设有横向丝杆的固定座以及固定在固定座上且与横向丝杆传动连接的伺服减速电机，所述横向丝杆通过丝杆螺母与移动滑台传动连接，所述移动滑台通过其上的滑槽与固定座上的滑轨滑动连接。
6、作为优选，所述电源模块分别供电至人机交互界面、主控模块、去噪模块、灰度处理模块、边缘检测模块、特征提取模块、特征识别模块、数据分析模块、伺服减速电机以及回转电机，所述主控模块分别与伺服减速电机以及回转电机电性连接。
7、作为优选，所述移动转台上开设有u形槽口，所述齿轮位于u形槽口内且与移动转台转动连接，所述移动转台上下两端的内侧面分别固定设有伸入u形槽口内的滑柱，所述滑柱与固定圈上下两侧面上开设的凹面环形滑槽配合导向滑动。
8、作为优选，所述去噪模块选用中值滤波器或高斯滤波器。
9、作为优选，所述特征提取模块来提取数字相机拍摄图像中的颜色特征、纹理特征和形状特征。
10、作为优选，所述特征识别模块通过使用机器学习算法来进行甜糯玉米性状的识别，所述机器学习算法为支持向量机、神经网络或决策树。
11、作为优选，所述边缘检测模块的边缘检测算法为canny算法或sobel算法。
12、作为优选，所述主控模块接收的指令和参数信息通过控制箱上的人机交互界面进行显示和操作。
13、一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统的识别方法，具体包括以下步骤：
14、s1、将甜糯玉米穗部横向插入钢针内，放置于数字相机下，主控模块发送指令给数字相机，启动全景自动扫描模式，伺服减速电机动作带动横向丝杆转动而带动移动滑台和齿圈移动，回转电机动作使得齿轮与齿圈啮合，带动移动转台在齿圈以及固定圈上绕圈转动，完成对数字相机的平移和绕玉米旋转的动作，数字相机对甜糯玉米穗部进行全景扫描，生成高清晰度的影像并采集到图像数据传输给主控模块进行处理；
15、s2、主控模块将接收到的图像数据传输给去噪模块，进行去噪处理，消除噪声对图像质量的影响；
16、s3、去噪处理后，主控模块将图像数据传输给灰度处理模块，将彩色图像转换为灰度图像，以简化后续处理的复杂度，以提高后续特征提取和识别的准确性；
17、s4、主控模块将灰度化后的图像数据传输给边缘检测模块，进行边缘线条的检测和提取，以提高后续特征提取和识别的准确性；
18、s5、边缘检测模块将检测到的边缘信息传输给特征提取模块，进行特征提取，提取玉米穗部的形状、长度、宽度等特征，以获取甜糯玉米穗部的重要性状信息；
19、s6、特征提取模块将提取得到的特征数据传输给特征识别模块，与预先建立的甜糯玉米穗部特征模板进行比对和匹配，进行玉米穗部的识别和分类，从而识别玉米的品质等重要性状；
20、s7、特征识别模块将识别得到的数据传输给数据分析模块，进行数据统计和分析，如计算玉米穗部的数量、大小等信息，能够生成玉米品质的综合评价报告；
21、s8、主控模块将分析结果和识别数据传输给上位机，显示在用户界面上，同时接收上位机的指令和反馈，实现用户与系统的交互操作，根据评价报告，农民、种植者或买家可以根据需要调整种植或购买策略，提高甜糯玉米的产量和品质。
22、本专利技术的技术效果和优点：
23、该甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统及方法，采用高端影像处理技术和机器学习算法，可以对甜糯玉米穗部的性状进行准确识别，避免了人为主观因素的干扰，全景自动扫描方式使得检测过程快速高效，大大缩短了玉米品质检测的时间，系统能够自动完成影像采集、图像处理、特征提取与识别等过程，无需专业技术人员手动操作，降低了人力成本，实施方式简单，易于推广和普及，适用于各类甜糯玉米种植场地。
24、通过数据分析装置生成的综合评价报告，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统，其特征在于，包括操作台(1)，所述操作台(1)顶部的支架(2)上设有带动数字相机(3)平移的伺服直线模组(4)，所述伺服直线模组(4)的移动滑台(12)上设有带动数字相机(3)进行360°转动的移动转台(5)，所述数字相机(3)固定在移动转台(5)上，所述移动转台(5)上固定设有与齿轮(6)传动连接的回转电机(7)，所述齿轮(6)与齿圈(8)啮合，所述移动转台(5)与齿圈(8)外侧的固定圈(13)滑动连接，所述支架(2)上固定设有与玉米穗配合插接使玉米穗卧倒放置的插针(14)，所述操作台(1)上设有控制箱(15)；
2.根据权利要求1所述的一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统，其特征在于：所述伺服直线模组(4)包括固定在支架(2)底部且转动设有横向丝杆(27)的固定座(28)以及固定在固定座(28)上且与横向丝杆(27)传动连接的伺服减速电机(29)，所述横向丝杆(27)通过丝杆螺母与移动滑台(12)传动连接，所述移动滑台(12)通过其上的滑槽与固定座(28)上的滑轨(30)滑动连接。
3.根据
4.根据权利要求1所述的一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统，其特征在于：所述移动转台(5)上开设有U形槽口(11)，所述齿轮(6)位于U形槽口(11)内且与移动转台(5)转动连接，所述移动转台(5)上下两端的内侧面分别固定设有伸入U形槽口(11)内的滑柱(9)，所述滑柱(9)与固定圈(13)上下两侧面上开设的凹面环形滑槽(10)配合导向滑动。
5.根据权利要求1所述的一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统，其特征在于：所述去噪模块(18)选用中值滤波器或高斯滤波器。
6.根据权利要求1所述的一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统，其特征在于：所述特征提取模块(21)来提取数字相机(3)拍摄图像中的颜色特征、纹理特征和形状特征。
7.根据权利要求1所述的一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统，其特征在于：所述特征识别模块(22)通过使用机器学习算法来进行甜糯玉米性状的识别，所述机器学习算法为支持向量机、神经网络或决策树。
8.根据权利要求1所述的一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统，其特征在于：所述边缘检测模块(20)的边缘检测算法为Canny算法或Sobel算法。
9.根据权利要求1所述的一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统，其特征在于：所述主控模块(17)接收的指令和参数信息通过控制箱(15)上的人机交互界面(16)进行显示和操作。
10.一种1-9任意一项所述的甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统的识别方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统，其特征在于，包括操作台(1)，所述操作台(1)顶部的支架(2)上设有带动数字相机(3)平移的伺服直线模组(4)，所述伺服直线模组(4)的移动滑台(12)上设有带动数字相机(3)进行360°转动的移动转台(5)，所述数字相机(3)固定在移动转台(5)上，所述移动转台(5)上固定设有与齿轮(6)传动连接的回转电机(7)，所述齿轮(6)与齿圈(8)啮合，所述移动转台(5)与齿圈(8)外侧的固定圈(13)滑动连接，所述支架(2)上固定设有与玉米穗配合插接使玉米穗卧倒放置的插针(14)，所述操作台(1)上设有控制箱(15)；
2.根据权利要求1所述的一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统，其特征在于：所述伺服直线模组(4)包括固定在支架(2)底部且转动设有横向丝杆(27)的固定座(28)以及固定在固定座(28)上且与横向丝杆(27)传动连接的伺服减速电机(29)，所述横向丝杆(27)通过丝杆螺母与移动滑台(12)传动连接，所述移动滑台(12)通过其上的滑槽与固定座(28)上的滑轨(30)滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种甜糯玉米穗部性状检测用全景自动扫描识别系统，其特征在于：所述电源模块(24)分别供电至人机交互界面(16)、主控模块(17)、去噪模块(18)、灰度处理模块(19)、边缘检测模块(20)、特征提取模块(21)、特征识别模块(22)、数据分析模块(23)、伺服减速电机(29)以及回转电机(7)，所述主控模块(17)分别与伺服减速电机(29)以及回转电机(7)电性连接。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜春霞，贺亭峰，李娜，刘化涛，张伟，刘恩科，
申请(专利权)人：山西农业大学，
类型：发明
国别省市：
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