采摘时机电子选择系统

摘要

本发明涉及一种采摘时机电子选择系统，所述系统包括：旋转式云台，设置在西瓜种植大棚的棚体顶部，用于执行周期性的旋转操作；数据捕获机构，安装在所述旋转式云台上，用于在所述旋转式云台执行单个周期内的旋转操作时，执行均匀时间间隔的图像捕获操作；内容分析设备，用于在存在当前体积超限的西瓜对象时，发出采摘提醒信号，否则，发出采摘等待信号。本发明的采摘时机电子选择系统操作简便、触发有效。由于能够在针对性的视觉识别机制的基础上，识别西瓜种植大棚内的各个西瓜对象分别对应的估算体积，从而为采摘提醒信号的触发提供关键参数。

说明书

技术领域

本发明涉及电子监控领域，尤其涉及一种采摘时机电子选择系统。

背景技术

电子监控系统又称之为闭路电视监控系统(英文：Closed-Circuit Television，缩写CCTV)，典型的监控系统主要由前端音视频采集设备、音视频传输设备、后端存储、控制及显示设备这五大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，他们之间的联系(也可称作传输系统)可通过同轴电缆、双绞线、光纤、微波、无线等多种方式来实现。监视器是监控系统的标准输出，有了监视器人们才能观看前端送过来的图像。监视器分彩色、黑白两种，尺寸有9、10、12、14、15、17、21英寸等，常用的是14英寸。监视器也有分辨率，同摄像机一样用线数表示，实际使用时一般要求监视器线数要与摄像机匹配。另外，有些监视器还有音频输入、S-video输入、RGB分量输入等，除了音频输入监控系统用到外，其余功能大部分用于图像处理工作，在此不作介绍。

目前，为了保证西瓜培养果实的水分充足，一般采用农业大棚的模式对西瓜进行种植，在实际操作中，如果体积过大的西瓜没有得到采摘处理，容易崩烂并坏在大棚内，相反，如果频繁采摘体积较小的西瓜，则不仅会降低种植方声誉，而且对整体经济利益也存在不良影响。然而，大棚内闷热的环境对于采用人工监控的模式的种植方来说苦不堪言。

发明内容

为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种采摘时机电子选择系统，能够在针对性的视觉识别机制的基础上，识别西瓜种植大棚内的各个西瓜对象分别对应的估算体积，从而为采摘提醒信号的触发提供关键参数。

为此，本发明至少需要具备以下几处重要的发明点：

(1)对西瓜种植大棚内的每一个西瓜对象执行针对性的当前体积的估算动作，以在存在当前体积超限的西瓜对象时，向种植人员的移动终端无线发出采摘提醒信号，从而采用电子管理模式替换了人工管理模式；

(2)采用针对性的视觉识别机制对西瓜种植大棚内的每一个西瓜对象的当前体积执行现场识别。

根据本发明的一方面，提供了一种采摘时机电子选择系统，所述系统包括：

旋转式云台，设置在西瓜种植大棚的棚体顶部，用于执行周期性的旋转操作；

参数感应机构，设置在所述旋转式云台的下方，用于检测所述旋转式云台的当前重量以作为实时设备重量输出。

更具体地，根据本发明的采摘时机电子选择系统中，所述系统还包括：

内容识别机构，与所述参数感应机构连接，用于在接收到的所述实时设备重量不在预设重量范围内时，发出第一识别信号。

更具体地，根据本发明的采摘时机电子选择系统中：

所述内容识别机构还用于在接收到的所述实时设备重量在所述预设重量范围内时，发出第二识别信号。

更具体地，根据本发明的采摘时机电子选择系统中，所述系统还包括：

无线传输接口，与所述内容识别机构连接，设置在所述旋转式云台的附近，用于将接收到的所述第一识别信号或者所述第二识别信号通过蓝牙通信链路无线发送给远端的设备管理服务平台；

数据捕获机构，安装在所述旋转式云台上，用于在所述旋转式云台执行单个周期内的旋转操作时，执行均匀时间间隔的图像捕获操作，以获得多个不同拍摄视角对应的多个图像，并将单个周期内的捕获的所述多个图像执行内容拼接以获得对应的数据拼接图像；

伽马校正设备，设置在西瓜种植大棚的控制箱内，与所述数据捕获机构连接，用于对接收到的数据拼接图像执行伽马校正处理，以获得并输出相应的伽马校正图像；

点像复原设备，与所述伽马校正设备连接，用于对接收到的图像执行单次或多次点像复原处理，以获得并输出相应的信号复原图像；

指数增强设备，与所述点像复原设备连接，用于对接收到的信号复原图像执行基于指数变换的图像内容增强处理，以获得并输出相应的指数增强图像；

瓜体辨识机构，与所述指数增强设备连接，用于基于瓜体花纹外形特征从所述指数增强图像中识别出每一个西瓜对象所在的图像区域；

内容分析设备，与所述瓜体辨识机构连接，用于对所述指数增强图像中每一个西瓜对象执行以下动作：基于所述西瓜对象的景深值和所述西瓜对象占据的所述指数增强图像的面积比例估算所述西瓜对象的当前体积；

所述内容分析设备还用于在存在当前体积超限的西瓜对象时，发出采摘提醒信号，否则，发出采摘等待信号；

其中，基于所述西瓜对象的景深值和所述西瓜对象占据的所述指数增强图像的面积比例估算所述西瓜对象的当前体积包括：所述西瓜对象的景深值和所述西瓜对象占据的所述指数增强图像的面积比例均与所述西瓜对象的当前体积呈单调正相关的关系。

本发明的采摘时机电子选择系统操作简便、触发有效。由于能够在针对性的视觉识别机制的基础上，识别西瓜种植大棚内的各个西瓜对象分别对应的估算体积，从而为采摘提醒信号的触发提供关键参数。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的采摘时机电子选择系统的旋转式云台的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的采摘时机电子选择系统的实施方案进行详细说明。

随着高分子聚合物－聚氯乙烯、聚乙烯的产生，塑料薄膜广泛应用于农业。日本及欧美国家于50年代初期应用温室薄膜覆盖温床获得成功，随后又覆盖小棚及温室也获得良好效果。中国于1955年秋引进聚氯乙烯农用薄膜，首先在北京用于小棚覆盖蔬菜，获得了早熟增产的效果。大棚原是蔬菜生产的专用设备，随着生产的发展大棚的应用越加广泛。当前大棚已用于盆花及切花栽培；果树生产用于栽培葡萄、草莓、西瓜、甜瓜、桃及柑桔等；林业生产用于林木育苗、观赏树木的培养等；养殖业用于养蚕、养鸡、养牛、养猪、鱼及鱼苗等。

目前，为了保证西瓜培养果实的水分充足，一般采用农业大棚的模式对西瓜进行种植，在实际操作中，如果体积过大的西瓜没有得到采摘处理，容易崩烂并坏在大棚内，相反，如果频繁采摘体积较小的西瓜，则不仅会降低种植方声誉，而且对整体经济利益也存在不良影响。然而，大棚内闷热的环境对于采用人工监控的模式的种植方来说苦不堪言。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种采摘时机电子选择系统，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的采摘时机电子选择系统包括：

旋转式云台，如图1所示，设置在西瓜种植大棚的棚体顶部，用于执行周期性的旋转操作；

参数感应机构，设置在所述旋转式云台的下方，用于检测所述旋转式云台的当前重量以作为实时设备重量输出。

内容识别机构，与所述参数感应机构连接，用于在接收到的所述实时设备重量不在预设重量范围内时，发出第一识别信号，还用于在接收到的所述实时设备重量在所述预设重量范围内时，发出第二识别信号；

无线传输接口，与所述内容识别机构连接，设置在所述旋转式云台的附近，用于将接收到的所述第一识别信号或者所述第二识别信号通过蓝牙通信链路无线发送给远端的设备管理服务平台；

数据捕获机构，安装在所述旋转式云台上，用于在所述旋转式云台执行单个周期内的旋转操作时，执行均匀时间间隔的图像捕获操作，以获得多个不同拍摄视角对应的多个图像，并将单个周期内的捕获的所述多个图像执行内容拼接以获得对应的数据拼接图像；

伽马校正设备，设置在西瓜种植大棚的控制箱内，与所述数据捕获机构连接，用于对接收到的数据拼接图像执行伽马校正处理，以获得并输出相应的伽马校正图像；

点像复原设备，与所述伽马校正设备连接，用于对接收到的图像执行单次或多次点像复原处理，以获得并输出相应的信号复原图像；

指数增强设备，与所述点像复原设备连接，用于对接收到的信号复原图像执行基于指数变换的图像内容增强处理，以获得并输出相应的指数增强图像；

瓜体辨识机构，与所述指数增强设备连接，用于基于瓜体花纹外形特征从所述指数增强图像中识别出每一个西瓜对象所在的图像区域；

内容分析设备，与所述瓜体辨识机构连接，用于对所述指数增强图像中每一个西瓜对象执行以下动作：基于所述西瓜对象的景深值和所述西瓜对象占据的所述指数增强图像的面积比例估算所述西瓜对象的当前体积；

所述内容分析设备还用于在存在当前体积超限的西瓜对象时，发出采摘提醒信号，否则，发出采摘等待信号；

其中，基于所述西瓜对象的景深值和所述西瓜对象占据的所述指数增强图像的面积比例估算所述西瓜对象的当前体积包括：所述西瓜对象的景深值和所述西瓜对象占据的所述指数增强图像的面积比例均与所述西瓜对象的当前体积呈单调正相关的关系。

接着，继续对本发明的采摘时机电子选择系统的具体结构进行进一步的说明。

所述采摘时机电子选择系统中还可以包括：

ZIGBEE通信机构，与所述内容分析设备连接，用于将接收到的采摘提醒信号或者采摘等待信号无线发送给西瓜种植大棚的种植人员的移动终端。

所述采摘时机电子选择系统中还可以包括：

人工设定机构，与所述内容分析设备连接，用于在人工操作下设定在执行存在当前体积超限的西瓜对象的分析操作中所使用的限量。

所述采摘时机电子选择系统中：

所述旋转式云台内置有定时单元和驱动电机，所述定时单元与所述驱动电机连接，用于设置所述驱动电机的单个周期的持续时长。

所述采摘时机电子选择系统中：

所述数据捕获机构包括光电感应设备、周期分析设备和数据拼接设备，所述数据拼接设备分别与所述光电感应设备和所述周期分析设备连接；

其中，所述光电感应设备用于在每一个拍摄视角执行相应的图像捕获操作。

所述采摘时机电子选择系统中：

所述周期分析设备与所述驱动电机连接，用于分析所述光电感应设备当前执行图像捕获操作的时间是否落在单个周期内。

所述采摘时机电子选择系统中：

所述数据拼接设备用于将单个周期内的捕获的所述多个图像执行内容拼接以获得对应的数据拼接图像。

所述采摘时机电子选择系统中：

所述伽马校正设备、所述指数增强设备和所述点像复原设备分别采用不同型号的ASIC芯片来实现。

所述采摘时机电子选择系统中还可以包括：

电子设定机构，与所述内容分析设备连接，用于基于西瓜种植大棚的种植西瓜的类型自适应设定在执行存在当前体积超限的西瓜对象的分析操作中所使用的限量。

另外，所述采摘时机电子选择系统中，ZIGBEE通信机构采用了蓝牙通信链路。蓝牙(Bluetooth)：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4-2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。如今蓝牙由蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group，简称SIG)管理。蓝牙技术联盟在全球拥有超过25,000家成员公司，他们分布在电信、计算机、网络、和消费电子等多重领域。IEEE将蓝牙技术列为IEEE 802.15.1，但如今已不再维持该标准。蓝牙技术联盟负责监督蓝牙规范的开发，管理认证项目，并维护商标权益。制造商的设备必须符合蓝牙技术联盟的标准才能以“蓝牙设备”的名义进入市场。蓝牙技术拥有一套专利网络，可发放给符合标准的设备。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。