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申请/专利权人：江苏大学

摘要：本发明提供一种再生稻穗层高度在线检测方法及系统和收获机，获取收获机正前方待收获区域再生稻的彩色图像与深度图像，重建高程图像并结合联合收获机的IMU进行校正，消除相机位姿对穗层高度信息检测的影响，可以提高再生稻穗层高度信息的在线检测的精度；对彩色图像进行HSV颜色处理，提取穗头区域的外接矩形的下边线，将下边线映射于高程图像中，计算得到再生稻穗层高度，以指导收获机割台高度的实时调控，为再生稻收获作业过程中留茬高度的控制提供更精确的数据支撑。

主权项：1.一种再生稻穗层高度在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、通过双目相机采集收获机正前方待收获区域再生稻的彩色图像与深度图像，并传递给信号处理终端；步骤S2、通过信号处理终端重建高程图像，并结合收获机的IMU惯性测量单元获取的相机的位姿变化对高程图像的重建进行校正；步骤S3、信号处理终端将校正后的高程图像转换成HSV颜色空间，在HSV颜色空间中去除拨禾轮区域；步骤S4、信号处理终端在处理后的HSV颜色空间的S通道图像上，通过最大类间方差法进行穗头区域提取，通过形态特征的筛选，以及开运算闭运算处理后再通过绘制穗头区域的外接矩形，取外接矩形的下边线作为穗层下边界；步骤S5、信号处理终端将所述下边线映射于重建好的高程图像中，即可计算得到穗层高度信息；在所述步骤S2中，高程图像重建包括以下步骤：步骤S2.1双目相机所获取的深度图像先进行图像像素坐标系到图像物理坐标系的转换:XL＝uL-Cxdx，XR＝uR-CxdxYL＝vL-Cydy，YR＝vR-Cydy其中，XL,YL为图像物理坐标系下左图坐标点，XR,YR为图像物理坐标系下右图坐标点，uL,vL为图像像素坐标系下左图坐标点，uR,vR为图像像素坐标系下右图坐标点，Cx、Cy为相机光心坐标，dx表示每个像素在横轴x的物理尺寸，dy表示每个像素在纵轴y的物理尺寸；步骤S2.2进行图像物理坐标系到相机坐标系的转换:XC＝B×XD，YC＝B×YD，ZC＝B×fD其中，XC,YC,ZC为相机坐标系下坐标，视差D＝XL-XR＝uL-uRdx，B为双目相机基线距离，f为相机焦距；步骤S2.3进行相机坐标系到世界坐标系的转换: 其中，Xw,Yw,Zw为世界坐标系下坐标，α为相机坐标系到世界坐标系绕x轴的旋转角度，即俯仰角，β为相机坐标系到世界坐标系绕z轴的旋转角度，即横滚角，T为相机坐标系到世界坐标系的平移距离；所述步骤S2中，对高程图像的重建进行校正包括以下步骤：以初始平面作为整个作业过程的基准平面，此时相机初始俯仰角为安装角α0，初始横滚角为0°，IMU测得收获机的初始俯仰角α1和横滚角β1；收获机工作时，通过IMU实时监测收获机的俯仰角α2和横滚角β2，计算得俯仰角和横滚角的增量αΔ、βΔ，其中αΔ＝α2-α1，βΔ＝β2-β1；若增量小于设定的误差值，则认为在前后或左右方向上不存在倾角，不对该方向进行校正，直接对获取图像进行下一步处理；若俯仰角和横滚角增量大于所设定的误差值，则认为前后或左右方向上存在倾角，计算出俯仰角α和横滚角β，其中α＝α0+αΔ，β＝0°+βΔ，在对深度图像进行坐标转换时，结合α、β进行姿态校正，得到校正后的高程图像。

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