一種基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)作物檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)作物的成熟度判斷非常關(guān)鍵，如果成熟度判斷失誤，可能造成不菲的經(jīng)濟(jì)損失，例如，對(duì)于尚未成熟的農(nóng)作物進(jìn)行采摘，會(huì)導(dǎo)致采摘到的農(nóng)產(chǎn)品無(wú)法銷(xiāo)售，同樣，如果對(duì)于已經(jīng)成熟的農(nóng)作物未能判斷為成熟，則會(huì)耽誤最佳的采摘時(shí)間段，甚至容易導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品爛在農(nóng)田里。因而，只有準(zhǔn)確判斷出農(nóng)作物是否成熟，以決定是否收獲農(nóng)產(chǎn)品，才能保證農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)部門(mén)和農(nóng)作人員的經(jīng)濟(jì)利益。
[0003]然而，傳統(tǒng)的農(nóng)作物成熟度判斷主要依賴(lài)于農(nóng)作人員的歷史經(jīng)驗(yàn)，即憑據(jù)肉眼基于所觀測(cè)到的農(nóng)產(chǎn)品的顏色和狀態(tài)來(lái)完成判斷，例如成熟度與顏色關(guān)系密切的西紅柿，僅憑借西紅柿的顏色即可判斷西紅柿是否成熟。但是這種方式過(guò)于依賴(lài)人工、判斷效率和準(zhǔn)確度不高。也有一些農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)部門(mén)采用可視化儀器現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)農(nóng)產(chǎn)品的成熟度，但是往往需要將一些重要數(shù)據(jù)保存在儀器的存儲(chǔ)器中以作為參考數(shù)據(jù)，這種本地參考數(shù)據(jù)的保存方式容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)的泄漏，使得農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)部門(mén)研宄人員的多年辛苦試驗(yàn)的結(jié)果被他人竊取。
[0004]因此，需要一種基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)方法，既能替代傳統(tǒng)的人工檢測(cè)模式，采用電子儀器自動(dòng)完成檢測(cè)，又能保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全性，從而最大程度地保證農(nóng)業(yè)相關(guān)部門(mén)的經(jīng)濟(jì)利益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)方法，首先基于采集到的西紅柿圖像判斷西紅柿品種，隨后，基于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)完成與遠(yuǎn)端農(nóng)林管理服務(wù)器進(jìn)行信息交互，以獲得與西紅柿品種對(duì)應(yīng)的成熟度關(guān)鍵數(shù)據(jù)，最后基于西紅柿圖像和成熟度關(guān)鍵數(shù)據(jù)判斷整株西紅柿的成熟度等級(jí)，其中還采用了用戶(hù)登錄機(jī)制進(jìn)一步保證系統(tǒng)的安全性。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)方法，該方法包括下列步驟:1)提供一種基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)系統(tǒng)，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括無(wú)線(xiàn)通信接口、圖像采集器、品種識(shí)別器和成熟度檢測(cè)儀，所述圖像采集器對(duì)一株西紅柿拍攝以獲得西紅柿圖像，所述品種識(shí)別器與所述圖像采集器和所述無(wú)線(xiàn)通信接口連接，基于所述西紅柿圖像識(shí)別出西紅柿品種，并將所述西紅柿品種通過(guò)所述無(wú)線(xiàn)通信接口發(fā)送到遠(yuǎn)端的農(nóng)林管理服務(wù)器處，以獲得返回的、與所述西紅柿品種對(duì)應(yīng)的成熟度數(shù)據(jù)，所述成熟度檢測(cè)儀與所述無(wú)線(xiàn)通信接口和所述品種識(shí)別器分別連接，用于基于所述成熟度數(shù)據(jù)識(shí)別出所述西紅柿圖像對(duì)應(yīng)的整株西紅柿成熟度；以及2)運(yùn)行所述系統(tǒng)。
[0007]更具體地，在所述基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)系統(tǒng)中，還包括:用戶(hù)輸入設(shè)備，用于根據(jù)用戶(hù)的操作，接收用戶(hù)輸入的用戶(hù)名和用戶(hù)密碼；授權(quán)管理設(shè)備，與所述用戶(hù)輸入設(shè)備和所述無(wú)線(xiàn)通信接口分別連接，接收所述用戶(hù)名和所述用戶(hù)密碼，將所述用戶(hù)名和所述用戶(hù)密碼通過(guò)所述無(wú)線(xiàn)通信接口無(wú)線(xiàn)發(fā)送到所述農(nóng)林管理服務(wù)器處，以接收通過(guò)所述無(wú)線(xiàn)通信接口返回的、來(lái)自所述農(nóng)林管理服務(wù)器的驗(yàn)證結(jié)果，并在驗(yàn)證結(jié)果為未通過(guò)時(shí)，鎖定所述檢測(cè)系統(tǒng)，在驗(yàn)證結(jié)果為通過(guò)時(shí)，保持所述檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行；存儲(chǔ)器，預(yù)先存儲(chǔ)了各個(gè)品種的西紅柿圖像模板，所述各個(gè)品種的西紅柿圖像模板為各個(gè)品種的西紅柿的基準(zhǔn)灰度圖像，還用于預(yù)先存儲(chǔ)西紅柿上限灰度閾值和西紅柿下限灰度閾值，所述西紅柿上限灰度閾值和所述西紅柿下限灰度閾值用于將圖像中的每顆西紅柿和背景分離，所述存儲(chǔ)器還預(yù)先存儲(chǔ)了整株西紅柿的各個(gè)成熟度等級(jí)；所述品種識(shí)別器包括圖像預(yù)處理器件和品種匹配器件，所述圖像預(yù)處理器件與所述存儲(chǔ)器連接，用于對(duì)所述西紅柿圖像依次執(zhí)行對(duì)比度增強(qiáng)、高斯平滑濾波和灰度化處理，以輸出灰度化西紅柿圖像，所述品種匹配器件與所述圖像預(yù)處理器件和所述存儲(chǔ)器分別連接，將所述灰度化西紅柿圖像與所述各個(gè)品種的西紅柿的基準(zhǔn)灰度圖像逐一匹配，以獲得匹配到的西紅柿品種；所述無(wú)線(xiàn)通信接口獲得的成熟度數(shù)據(jù)包括成熟度閾值和判定數(shù)量閾值，所述成熟度閾值為一灰度值；所述成熟度檢測(cè)儀與所述無(wú)線(xiàn)通信接口、所述圖像預(yù)處理器件和所述存儲(chǔ)器分別連接，所述成熟度檢測(cè)儀將所述灰度化西紅柿圖像中灰度值在所述西紅柿上限灰度閾值和所述西紅柿下限灰度閾值之間的像素識(shí)別并組成多個(gè)西紅柿圖案，針對(duì)每一個(gè)西紅柿圖案，統(tǒng)計(jì)像素灰度值小于等于所述成熟度閾值的像素?cái)?shù)量，當(dāng)統(tǒng)計(jì)的像素?cái)?shù)量大于等于所述判定數(shù)量閾值時(shí)，確定所述西紅柿圖案對(duì)應(yīng)的西紅柿為成熟，當(dāng)所述像素?cái)?shù)量小于所述判定數(shù)量閾值時(shí)，確定所述預(yù)設(shè)圖案對(duì)應(yīng)的西紅柿為未成熟，基于多個(gè)西紅柿圖案的西紅柿的成熟確定結(jié)果統(tǒng)計(jì)并輸出整株西紅柿的成熟度；主控制器，與所述成熟度檢測(cè)儀和所述存儲(chǔ)器分別連接，基于所述整株西紅柿的成熟度和所述整株西紅柿的各個(gè)成熟度等級(jí)，確定所述整株西紅柿的成熟度的對(duì)應(yīng)成熟度等級(jí)；液晶顯示屏，與所述主控制器連接，以實(shí)時(shí)顯示所述整株西紅柿的成熟度的對(duì)應(yīng)成熟度等級(jí)；雙聲道揚(yáng)聲器，與所述主控制器連接，以實(shí)時(shí)播放所述整株西紅柿的成熟度的對(duì)應(yīng)成熟度等級(jí)；電力供應(yīng)設(shè)備，與所述主控制器連接，以在所述主控制器的控制下，為所述檢測(cè)系統(tǒng)提供多個(gè)用電模式，所述多個(gè)用電模式包括省電模式和正常用電模式；其中，所述主控制器還與所述授權(quán)管理設(shè)備連接，以在所述驗(yàn)證結(jié)果為通過(guò)時(shí)，控制所述電力供應(yīng)設(shè)備以使得所述檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)入正常用電模式，在所述驗(yàn)證結(jié)果為未通過(guò)時(shí)，控制所述電力供應(yīng)設(shè)備以使得所述檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)入省電模式。
[0008]更具體地，在所述基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)系統(tǒng)中，所述無(wú)線(xiàn)通信接口為GPRS移動(dòng)通信接口、3G移動(dòng)通信接口和4G移動(dòng)通信接口中的一種。
[0009]更具體地，在所述基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)系統(tǒng)中，將所述存儲(chǔ)器、所述主控制器和所述無(wú)線(xiàn)通信接口集成在一塊集成電路板上。
[0010]更具體地，在所述基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)系統(tǒng)中，所述主控制器在自身資源占有率為20%以下時(shí)，替換所述成熟度檢測(cè)儀的全部操作，并在自身資源占有率為20%以上時(shí)，結(jié)束對(duì)所述成熟度檢測(cè)儀的全部操作的替換。
【附圖說(shuō)明】
[0011]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]農(nóng)作物的生長(zhǎng)具有周期性，因而有一定的規(guī)律可循，有經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)作人員能夠通過(guò)觀察農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)就能確定農(nóng)作物的生長(zhǎng)階段，尤其是農(nóng)產(chǎn)品的成熟度與顏色密切相關(guān)的品種，例如西紅柿。西紅柿顏色為青色發(fā)白時(shí)，西紅柿尚未成熟，顏色越紅，成熟度等級(jí)越尚。
[0015]現(xiàn)有的西紅柿成熟度檢測(cè)手段，除了原有的人工檢測(cè)模式以外，也有一些研制的檢測(cè)儀器被應(yīng)用，例如，拍攝的西紅柿圖像的灰度值越大，說(shuō)明西紅柿顏色越偏白，成熟度等級(jí)較低，反之，拍攝的西紅柿圖像的灰度值越小，說(shuō)明西紅柿顏色越偏紫紅，成熟度等級(jí)較高。
[0016]不論是現(xiàn)有的人工檢測(cè)模式，還是現(xiàn)有的儀器檢測(cè)模式，都存在一定的缺陷，例如，前者因?yàn)檫^(guò)于依賴(lài)人工的歷史經(jīng)驗(yàn)，而每一個(gè)農(nóng)作人員的經(jīng)驗(yàn)不一，導(dǎo)致判斷的結(jié)果也存在誤差，而后者雖然在一定程度上提高了西紅柿成熟度檢測(cè)手段的自動(dòng)化水平和準(zhǔn)確性，但由于其依賴(lài)的農(nóng)林部門(mén)研宄人員的重要研宄數(shù)據(jù)都在本地保存，沒(méi)有任何的加密方式，容易被他人竊取。
[0017]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)系統(tǒng)，采用儀器的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)西紅柿成熟度的自動(dòng)檢測(cè)，而且在系統(tǒng)中增加了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)機(jī)制和本地用戶(hù)登錄管理機(jī)制，在成熟度檢測(cè)的兩個(gè)階段對(duì)儀器參考數(shù)據(jù)的安全提供了保障。
[0018]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括:無(wú)線(xiàn)通信接口 1、圖像采集器2、主控制器3、品種識(shí)別器4和成熟度檢測(cè)儀5，所述主控制器3與所述無(wú)線(xiàn)通信接口 1、圖像采集器2、品種識(shí)別器4和成熟度檢測(cè)儀5分別連接，用于對(duì)連接的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)交互。
[0019]其中，所述圖像采集器2對(duì)一株西紅柿拍攝以獲得西紅柿圖像，所述品種識(shí)別器4與所述圖像采集器2和所述無(wú)線(xiàn)通信接口 I連接，基于所述西紅柿圖像識(shí)別出西紅柿品種，并將所述西紅柿品種通過(guò)所述無(wú)線(xiàn)通信接口 I發(fā)送到遠(yuǎn)端的農(nóng)林管理服務(wù)器處，以獲得返回的、與所述西紅柿品種對(duì)應(yīng)的成熟度數(shù)據(jù)，所述成熟度檢測(cè)儀5與所述無(wú)線(xiàn)通信接口 I和所述品種識(shí)別器4分別連接，用于基于所述成熟度數(shù)據(jù)識(shí)別出所述西紅柿圖像對(duì)應(yīng)的整株西紅柿成熟度。
[0020]接著，繼續(xù)對(duì)本發(fā)明的基于品種鑒別的西紅柿成熟度檢測(cè)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0021]所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括:用戶(hù)輸入設(shè)備，用于根據(jù)用戶(hù)的操作，接收用戶(hù)輸入的用戶(hù)名和用戶(hù)密碼。
[0022]所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括:授權(quán)管理設(shè)備，與所述用戶(hù)輸入設(shè)備和所述無(wú)線(xiàn)通信接口I分別連接，接收所述用戶(hù)名和所述用戶(hù)密碼，將所述用戶(hù)名和所述用戶(hù)密碼通過(guò)所述無(wú)線(xiàn)通信接口 I無(wú)線(xiàn)發(fā)送到所述農(nóng)林管理服務(wù)器處，以接收通過(guò)所述無(wú)線(xiàn)通信接口 I返回的、來(lái)自所述農(nóng)林管理服務(wù)器的驗(yàn)證結(jié)果，并在驗(yàn)證結(jié)果為未通過(guò)時(shí)，鎖定所述檢測(cè)系統(tǒng)，在驗(yàn)證結(jié)果為通過(guò)時(shí)，保持所述檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行。
[0023]所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括:存儲(chǔ)器，預(yù)先存儲(chǔ)了各個(gè)品種的西紅柿圖像模板，所述各個(gè)品種的西紅柿圖像模板為各個(gè)品種的西紅柿的基準(zhǔn)灰度圖像，還用于預(yù)先存儲(chǔ)西紅柿上限灰度閾值和西紅柿下限灰度閾值，所述西紅柿上限灰度閾值和所述西紅柿下限灰度閾值用于將圖像中的每顆西紅柿和背景分離，所述存儲(chǔ)器還預(yù)先存儲(chǔ)了整株西紅柿的各個(gè)成熟度等級(jí)。
[0024]所述品種識(shí)別器4包括圖像預(yù)處理器件和品種匹配器件，所述圖像預(yù)處理器件與所述存儲(chǔ)器連接，用于對(duì)所述西紅柿圖像依次執(zhí)行對(duì)比度增強(qiáng)、高斯平滑濾波和灰度化處理，以輸出灰度化西紅柿圖像，所述品種匹配器件4與所述圖像預(yù)處理器件和所述存儲(chǔ)器分別連接，將所述灰度化西紅柿圖像與所述各個(gè)品種的西紅柿的基準(zhǔn)灰度圖像逐一匹配，以獲得匹