(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210634080.0 (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 山东农业大 学 地址 271018 山 东省泰安市岱宗大街61号 申请人 青岛农业大 学 (72)发明人 李玉华　高俊鹏　王东伟　王家胜　 侯加林　 (74)专利代理 机构 山东誉丰合创知识产权代理 有限公司 37384 专利代理师 王舵 (51)Int.Cl. A01C 7/20(2006.01) A01G 9/08(2006.01) G06V 20/00(2022.01) H04N 5/225(2006.01) (54)发明名称 基于机器视觉的穴盘式育苗机漏播检测与 补种装置及方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于机器视觉的穴盘式育 苗机漏播检测与补种装置及方法， 其中的基于机 器视觉的穴盘式育苗机漏播检测与补种装置包 括装载台， 以及且沿穴盘运动方向依次排布的滚 筒式排种装置、 信息采集器和漏播补种机构， 滚 筒式排种装置的出种口和漏播补种机构的出种 口分别与穴盘的种穴对应， 信息采集器用于采集 穴盘的位置信息和穴盘种穴内的漏播信息。 本发 明通过信息采集器采集穴盘内的漏播信息， 通过 漏播补种机构 对漏播的种穴进行补种， 可以一次 性完成穴盘传输、 准确排种、 漏播识别以及精确 补种， 满足了穴盘式育苗机满播的种植农艺要 求， 集约化的设计大幅度减少自身所占的空间和 体积， 整体性强， 满足了穴盘式育苗机机械化、 智 能化、 精确化补种。 权利要求书2页 说明书6页 附图11页 CN 114793567 A 2022.07.29 CN 114793567 A 1.一种基于机器视觉的穴盘式育苗机漏播检测与补种 装置， 其特征在于： 包括装载台， 以及安装在 装载台上且沿穴盘运动方向依次排布的滚筒式排种装置、 信息采集器和漏播补 种机构， 滚筒式排种装置的出种口和漏播补种机构的出种口分别与穴盘 （10） 的种穴对应， 信息采集器用于采集穴盘的位置信息和穴盘种穴内的漏播信息 。 2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的穴盘式育苗机漏播检测与补种装置， 其特征 在于： 信息采集器包括图像信息采集器与穴盘运动信号采集器， 图像信息采集器包括固定 于装载台上的摄像头支架 （7） ， 以及与摄像头支架固接且位于穴盘种穴移动轨迹上方的摄 像装置 （6） ； 穴盘运动信号采集器位于摄像头支架的下游侧， 且穴盘运动信号采集器的位置与穴盘 的补种位置对应。 3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的穴盘式育苗机漏播检测与补种装置， 其特征 在于： 穴盘运动信号采集器包括四组漫反射式光电传感器 （13） ， 所述的光电传感器 （13） 用 于采集穴盘运动时的接 近信号， 四组光电传感器的间隔设置为目标穴盘区域的宽度。 4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的穴盘式育苗机漏播检测与补种装置， 其特征 在于： 漏播补种机构包括若干组一体阀岛 （4） 、 取种头阵列 （15） 、 滑动式补种盒， 以及推动补 种盒移至取种头阵列下方的推送装置； 取种头阵列的气管接头通过气管连接一体阀岛的各 工作口， 一体阀岛的进气口连接空气压缩机， 取种头阵列的各取种口分别与穴盘的种穴对 应。 5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的穴盘式育苗机漏播检测与补种装置， 其特征 在于： 取种头阵列中的各取种头上一体化设置有真空发生装置， 真空发生装置包括压缩空 气喷口 （156） 、 压缩空气流动气道 （154） 、 真空气道 （152） 及排气气道 （151） ； 所述压缩空气流 动气道 （154） 通过排气气道 （151） 连通排气口 （1502） ， 所述真空气道 （152） 与取种头 （1501） 的取种口 （15 3） 连通。 6.根据权利要求4所述的基于机器视觉的穴盘式育苗机漏播检测与补种装置， 其特征 在于： 滑动式补种盒包括 盒体 （16） 、 一级支撑 （162） 和二级支撑 （163） ， 盒体的内设有分别与 取种头阵列的各取种头对应的种子存储窝孔 （1601） ， 一级支撑 （162） 与推送装置的活动端 固接， 且一级支撑通过四组连杆 （165） 与二级支撑 （163） 相铰接， 二级支撑固接于盒体的底 面， 且在二级支撑远离推送装置的一侧固设有二级支撑抵头 （161） ， 装载台上固设有与二级 支撑抵头对应的抵 头支架 （31） 。 7.一种基于机器视觉的穴盘式育苗机漏播检测与补种方法， 其特征在于， 包括如下方 面： S101， 穴盘由传送链条带动匀速前进， 并由穴盘定位挡板将穴盘位置调整于传送链条 中间； 当穴盘经过滚筒式排种装置时， 排种装置的线速度同步于穴盘前进速度， 此时排种装 置的窝眼组与穴盘种穴一 一对应完成播种操作； S102， 硬件系统以计算机为控制核心， 包括Arduino  UNO R3、 开关电源、 摄像头、 MCP23017模块、 补种箱驱动气缸以及吸种头阵列控制电磁阀， 计算机系统使用LabVIEW编写 图像处理程序与核心控制程序， 进行信息输入、 图像识别、 运动控制与数据处理； Arduino   系统使用C/C++混合编程信息采集与信号输出程序， 用于采集LabVIEW的数据处理结果并使 用IO扩展模块将控制信号输出；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114793567 A 2S103， 当穴盘运动进入图像采集区后， 控制系统采集光电传感器的接触信号， 对进入预 设区域的部 分穴盘区域进 行图像采集； 然后利用穴盘漏播检测模型对采集到的图像进 行计 算处理， 先通过边缘剪切将穴盘上除种穴外的杂余细节去除； 鉴于包衣种子与背景基质存 在颜色差异， 所以使用彩色掩码对背景图片上 的包衣种子进行提取， 然后将种子掩码图片 转换为二值图片； 继而将剩余穴盘网格化， 将 每个种穴与网格一一对应的同时对其编号； 对 所有编号网格进行轮询判断， 通过使用灰度阈值判定种穴是否缺种或漏种； 若判定种穴为 漏播种穴， 图像识别系统将处理结果进 行统计， 把漏播种穴的编号 发送至漏播补种机构， 整 体漏播数、 空穴数及各参数比例等数据通过展示窗格将数据可视化； S104， 经过图像识别之后， 漏播补种机构根据接收前述数据确定需要补种的目标种穴； 依据传送链条 的固定移动速度， 设置恰当的延时时间控制对应编号电磁阀； 利用电磁阀的 启停控制 压缩空气的出入， 使对应的自真空发生取种头产生负压完成吸种与排种， 从而实 现对每一个种穴的补种操作； S105， 漏播补种机构的工作过程中， 当取种头阵列完成播种动作之后， 气缸推动滑动式 补种盒运动， 其中一级支撑上 的滑动支撑架沿着滑槽横向移动， 同时滑动支撑架在移动过 程也为补种盒提供稳定支撑； 当二级支撑抵头被漏播补种机构支架上 的抵头支架顶住， 使 得二级支撑无法横向移动； 但一级支撑仍受到气缸 的推动持续横向移动， 此时二级支撑会 因四组支撑连杆的转动将横向运动转变为纵向运动， 将补种盒与取种头阵列相 配合， 从而 完成取种动作。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114793567 A 3