宋 鹏 张 晗 王 成 罗 斌 赵 勇 潘大宇

(1.北京农业智能装备技术研究中心， 北京 100097； 2.国家农业智能装备工程技术研究中心， 北京 100097；3.农业部农业信息技术重点实验室， 北京 100097)

引言

考种是育种的重要环节，考种效率和精度直接制约着品种的选育效率[1]，玉米考种涉及果穗和籽粒多种性状参数的采集和储存，视觉技术的应用可提高玉米考种效率[2-6]。随着商业化育种的发展，对能实现玉米果穗及籽粒高通量考种的装备提出了新需求。玉米高通量自动考种过程，脱粒后的籽粒存在堆积和粘连情况，如何实现该条件下籽粒的准确分割是玉米籽粒考种信息准确获取的关键所在。目前在粘连籽粒图像分割方面，主要通过腐蚀膨胀结合法[7-8]、分水岭分割法[9-13]、特征匹配法[14-15]、轮廓凹点检测法[16-18]和主动轮廓拟合法[19]等；在堆积籽粒处理方面，多采用排种和喂料机构配合传输带实现籽粒逐个检测[20-21]以避免籽粒堆积。

本文设计籽粒考种信息获取装置，通过回旋振动消除籽粒堆积状况并获取图像，使用改进分水岭分割方法进行粘连分割并实现玉米籽粒数量、平均长宽等参数的快速测量，满足动态考种需求。

1 籽粒考种信息获取装置设计

1.1 系统组成

籽粒考种信息获取装置如图1所示，由图像采集装置、光源、卸料装置和振动平台组成。图像采集装置的摄像头选用中国大恒(集团)有限公司自主研发的DH-HV5051型系列彩色CMOS数字相机，其感光芯片尺寸1/2.5英寸，图像分辨率500万像素，选用日本Computar公司生产的5 mm焦距镜头配合进行图像采集。……