(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 202210842727.9 (22)申请日 2022.07.18 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 刘飞　周军　陆祥宇　杨睿　 陈梦媛　焦杰　孔汶汶　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 刘芳 (51)Int.Cl. G06V 10/75(2022.01) G06V 10/80(2022.01) G06V 10/12(2022.01) G06V 10/143(2022.01) G06T 1/20(2006.01) (54)发明名称 基于热红外图像配准融合的水稻结实率测 量装置及方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于热红外图像配准融合 的水稻结实率测量装置及方法， 属于数字化考种 领域。 所述装置中， 加热料箱将待测水稻籽粒样 本加热至 预设温度后下落至黑色传 送带上； 平铺 刷将叠层的待测水稻籽粒样本平铺展开， 保证籽 粒单层分布； 当黑色传送带将待测水稻籽粒样本 传送至暗箱下方时， 由LED光源提供照明， 由热红 外相机和RGB相机分别采集待测水稻籽粒样本的 热红外图像和RGB图像并发送至处理器； 由处理 器对热红外图像和RGB图像进行处理， 计算得到 待测水稻籽粒样本的结实率。 采用本发明装置及 方法， 无需人工目视分辨计数即可测量得到水稻 结实率， 排除了人为因素影响， 能够提高水稻结 实率测量的效率、 精度和自动化程度， 具有广泛 的应用前 景。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115100447 A 2022.09.23 CN 115100447 A 1.一种基于热红外 图像配准融合的水稻结实率测量装置， 其特征在于， 包括： 机架、 黑 色传送带、 平铺刷、 加热 料箱、 LED光源、 热红外相机、 RGB相机、 暗箱、 处 理器； 所述黑色传送带安装在所述机架上； 所述加热料箱位于所述黑色传送带起始端上方， 用于将待测水稻籽粒样本加热至预设温度后下落至所述黑色传送带上； 所述平铺刷位于所 述黑色传送带上方且位于所述加热料箱下方， 用于将叠层的待测水稻籽粒样本平铺展开， 保证籽粒单层分布； 所述暗箱位于所述黑色传送带后端上方； 所述LED光源、 所述热红外相 机以及所述 RGB相机均位于所述暗箱内， 且分别与所述处理器连接； 当所述黑色传送带将待 测水稻籽粒样本传送至所述暗箱下方时， 由所述LED光源提供照明， 由所述热 红外相机和所 述RGB相机分别采集待测水稻籽粒样 本的热红外图像和RGB图像并发送至所述处理器； 由所 述处理器对所述热红外图像和所述RGB图像进行处理， 计算得到待测水稻籽粒样本的结实 率。 2.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述加热料箱包括： 电磁阀开关、 底盘、 进 料盘、 电机以及喂料口； 所述进料盘位于所述底盘上； 所述进料盘与所述电机连接， 由所述电机带动所述进料 盘做旋转运动； 所述进料盘上设有多个样本加热 口， 多个样本加热 口均匀分布在所述进料 盘端面上； 所述样本加热 口内置加热装置； 所述喂料 口位于所述进料盘上方 的样本进料工 位处； 所述电磁阀开关位于所述底盘下方的样本出料工位处； 当所述进料盘上 的样本加热 口旋转至样本进 料工位处时， 待测水稻籽粒样本通过所述喂料口进入对应的样本加热口中 进行加热； 当所述进料盘上 的样本加热 口旋转至样本出料工位处时， 打开所述电磁阀开关 使待测水稻籽粒样本落至所述 黑色传送带 上。 3.根据权利要求2所述的装置， 其特征在于， 所述样本加热口呈通孔状， 由圆锥形通孔 和圆柱形通孔连接组成； 所述圆锥形通孔的最大端朝向所述喂料 口； 所述圆锥形通孔的最 小端与所述圆柱形通 孔连接； 所述圆柱形通 孔的内壁中 内置所述加热装置 。 4.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述装置还包括： 样本集料箱； 所述样本集 料箱位于所述黑色传送带末端 下方； 当所述黑色传送带将待测水稻籽粒样本传送至所述样 本集料箱处时， 待测水稻籽粒样本落入所述样本集料箱中进行收集。 5.一种基于热红外图像配准融合的水稻结实率测量方法， 其特征在于， 所述方法基于 权利要求1 ‑4中任一项所述的基于热红外图像配准融合的水稻结实率测量装置， 其特征在 于， 所述方法包括： 获取待测水稻籽粒样本的热红外图像和RGB图像； 根据所述RGB图像获得待测水稻籽粒样本的籽粒总数； 使用GrabCut算法提取 所述RGB图像中的籽粒， 得到RGB籽粒提取图； 以所述热红外图像为基准图对所述RGB籽粒提取图进行配准融合， 得到所述热红外图 像对应的RGB配准图； 根据所述RGB配准图提取 出所述热红外图像中的籽粒， 得到热红外 籽粒提取图； 根据所述热红外 籽粒提取图获得待测水稻籽粒样本中的实粒个数； 计算所述实粒个数与所述籽粒总数的比值作为所述待测水稻籽粒样本的结实率。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述RGB图像获得待测水稻籽粒 样本的籽粒总数， 具体包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115100447 A 2对所述RGB图像进行灰度化处理、 开运算和腐蚀运算， 去除籽粒粘连现象， 得到预处理 后的RGB图像； 根据所述预处理后的RGB图像的最佳分割阈值进行阈值分割， 完成二值化处理， 得到二 值化处理后的RGB图像； 计算所述二值化处理后的RGB图像 中的连通域数个数作为待测水稻籽粒样本的籽粒总 数。 7.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述以所述热红外图像为基准图对所述 RGB籽粒提取图进行配准融合， 得到所述热红外图像对应的RGB配准图， 具体包括： 使用SIFT算法分别提取所述RGB籽粒提取图和所述热红外图像中的特征点， 并对同名 特征点进 行匹配， 以所述热 红外图像为基准图对 所述RGB籽粒提取图进 行配准融合， 得到所 述热红外图像对应的RGB配准图。 8.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述RGB配准图提取出所述热红 外图像中的籽粒， 得到热红外 籽粒提取图， 具体包括： 将所述热红外图像 中与所述RGB配准图中的零值像素点对应的像素点的灰度值置为0， 提取出热红外图像中的籽粒， 得到热红外 籽粒提取图。 9.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述热红外籽粒提取图获得待测 水稻籽粒样本中的实粒个数， 具体包括： 标记所述热红外 籽粒提取图中的所有连通 域， 并计算各个连通 域中的像素平均值； 统计所述像素平均值小于籽粒分割阈值的连通域个数作为待测水稻籽粒样本中的实 粒个数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115100447 A 3