基于形心法的荞麦籽粒三轴尺寸亚像素测量方法研究

摘要

为给杂粮播种及收获机械,特别是排种器及凹板型孔等提供设计依据,以荞麦籽粒为研究对象,以亚像素形心定位技术为手段,在红色LED背光源下,采集包括标定物在内的荞麦籽粒群投影图像和侧视图像。经图像灰度化及二值化、图像去噪及边缘平滑、籽粒图像亚像素级形心定位及最小外接矩形绘制、图像标定等处理后,对荞麦籽粒的三轴尺寸在0.3像素级上进行精确测量。结果表明,该方法同时测量8粒荞麦籽粒平均耗时为14s,而利用游标卡尺对1粒籽粒进行人工测量,平均耗时约20s;籽粒长、宽、高三轴尺寸测量的平均相对误差分别为2.98%、2.64%和3.45%。为进一步验证该方法的准确性和适应性,继续测量燕麦、高粱、青稞、藜麦、薏米等5种杂粮籽粒的三轴尺寸,其长、宽、高的平均相对误差均在3%左右。研究结果一方面为荞麦等杂粮籽粒三轴尺寸提供一种高效、精准的测量技术,便于杂粮脱粒或清选等关键部件的设计,另一方面,也为类似小尺寸物体三轴尺寸的测量提供一种借鉴和参考。